渦街流量計應用

  sklu系列渦街流量計主要用于工業(yè)管道介質流體的流量測量,如氣體、液體、蒸氣等多種介質。其特點是壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無可動機械零件，因此可靠性高,維護量小。儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定。渦街流量計采用壓電應力式傳感器,可靠性高,可在-20℃～+250℃的工作溫度范圍內工作。有模擬標準信號,也有數(shù)字脈沖信號輸出,容易與計算機等數(shù)字系統(tǒng)配套使用,是一種比較先進、理想的流量儀表。

渦街流量計原理

 在流體中設置三角柱型旋渦發(fā)生體，則從旋渦發(fā)生體兩側交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡門旋渦，如圖1所示，旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列。

設旋渦的發(fā)生頻率為f，被測介質平均流速為 ，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d，表體通徑為d，即可得到以下關系式：　f=srv1/d=srv/md 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（1）

式中　　v1--旋渦發(fā)生體兩側平均流速，m/s；

sr--斯特勞哈爾數(shù)；

m--旋渦發(fā)生體兩側弓形面積與管道橫截面面積之比　　　　　　　　　管道內體積流量qv為

qv=πd2v/4=πd2mdf/4sr 　　　　　　　　　　　　　　　　(2)

k=f/qv=[πd2md/4sr]-1 　　　　　　　　　　　　　　　　 (3)

式中 k--流量計的儀表系數(shù)，脈沖數(shù)/m3（p/m3）。

k除與旋渦發(fā)生體、管道的幾何尺寸有關外，還與斯特勞哈爾數(shù)有關。斯特勞哈爾數(shù)為無量綱參數(shù)，它與旋渦發(fā)生體形狀及雷諾數(shù)有關，

圖2所示為圓柱狀旋渦發(fā)生體的斯特勞哈爾數(shù)與管道雷諾數(shù)的關系圖。由圖可見，在red=2×104～7×106范圍內，sr可視為常數(shù)，這是儀表正常工作范圍。當測量氣體流量時，vsf的流量計算式為(4)

圖2 斯特勞哈爾數(shù)與雷諾數(shù)關系曲線

式中 qvn，qv--分別為標準狀態(tài)下（0oc或20oc，101.325kpa）和工況下的體積流量，m3/h；

pn，p--分別為標準狀態(tài)下和工況下的絕對壓力，pa；

tn，t--分別為標準狀態(tài)下和工況下的熱力學溫度，k；

zn，z--分別為標準狀態(tài)下和工況下氣體壓縮系數(shù)。

由上式可見，vsf輸出的脈沖頻率信號不受流體物性和組分變化的影響，即儀表系數(shù)在一定雷諾數(shù)范圍內僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸等有關。但是作為流量計在物料平衡及能源計量中需檢測質量流量，這時流量計的輸出信號應同時監(jiān)測體積流量和流體密度，流體物性和組分對流量計量還是有直接影響的。

渦街流量計便是依據(jù)卡門旋渦原理進行封閉管道流體流量測量的新型流量計。因其具有良好的介質適應能力，無需溫度壓力補償即可直接測量蒸汽、空氣、氣體、水、液體的工況體積流量，配備溫度、壓力傳感器可測量標況體積流量和質量流量，是節(jié)流式流量計的理想替代產(chǎn)品。

為提高渦街流量計的耐高溫及抗振動性能，我公司新近開發(fā)出了sklu改進型渦街流量傳感器，因其獨特的結構和選材使該傳感器可在高溫（350℃）、強振動（≤1g）的惡劣工況下使用。

在實際應用中，往往最大流量遠低于儀表的上限值，隨著負荷的變化，最小流量又往往會低于儀表的下限值，儀表并非工作在它的最佳工作段，為了解決這一問題，通常采用在測量處縮徑提高測量處的流速，并選用較小口徑的儀表以利于儀表的測量，但是這種變徑方式必須在變徑管與儀表間有長度為15d以上的直管段進行整流，使加工、安 裝都不方便。我公司研制的縱斷面形狀為圓弧的lgz變徑整流器，具有整流、提高流速及改變流速分布多重作用，其結構尺寸小，僅為工藝管內徑的1/3，與渦街流量計作成一體，不僅不需要另外附加一段直管段，還可以降低對工藝管直管段的要求，安 裝非常方便。

為了使用方便，電池供電的本地顯示型渦街流量計采用微功耗高新技術，采用鋰電池供電可不間斷運行一年以上，節(jié)省了電纜和顯示儀表的采購安 裝費用，可就地顯示瞬時流量、累積流量等。溫度補償一體型渦街流量計還帶有溫度傳感器，可以直接測量出飽和蒸汽的溫度并計算出壓力，從而顯示飽和蒸汽的質量流量。溫壓補償一體型帶有溫度、壓力傳感器，用于氣體流量測量可直接測量出氣體介質的溫度和壓力，從而顯示氣體的標況體積流量。

◆測量介質： 氣體、液體、蒸氣

◆口徑規(guī)格 法蘭卡裝式口徑選擇dn15~300

◆流量測量范圍 正常測量流速范圍 雷諾數(shù)1.5×104～4×106；氣體5～50m/s; 液體0.5～7m/s

正常測量流量范圍 液體、氣體流量測量范圍見表2； 蒸氣流量范圍見表3

◆測量精度 1.0級 1.5級 2.5級

◆被測介質溫度:常溫–25℃～100℃

◆高溫–25℃～150℃ -25℃～250℃

◆輸出信號 脈沖電壓輸出信號 高電平8～10v 低電平0.7～1.3v

◆脈沖占空比約50％,傳輸距離為100m

◆脈沖電流遠傳信號 4～20 ma,傳輸距離為1000m

◆儀表使用環(huán)境 溫度:-25℃～+55℃ 濕度:5～90％ rh50℃

◆材質 不銹鋼, 鋁合金

◆電源 dc24v或鋰電池3.6v

◆防爆等級 本安 型iaiibt3-t6

◆防護等級 ip65

渦街流量計產(chǎn)品選型

型號口徑流量范圍m3/h（飽和蒸汽180℃ ρ=5.157kg/m3）液體氣體飽和蒸汽sklu-15dn150.4~43.0~123.0~12sklu-20dn200.8~86~306~30sklu-25dn251.2~129.0~559.0~55sklu-32dn322.0~2012~12012~120sklu-40dn403.0~3020~20020~200sklu-50dn505.0~5030~30030~300sklu-65dn658.0~8050~50050~500sklu-80dn8012~12080~80080~800sklu-100dn10020~200120~1200120~1200sklu-125dn12530~300200~2000200~2000sklu-150dn15040~400300~3000300~3000sklu-200dn20075~750500~5000500~5000sklu-250dn250110~1100800~8000800~8000sklu-300dn300160~16001100~110001100~11000 代號功能1n無溫壓補償y有溫壓補償 代號輸出型號f14-20ma輸出（二線制）f2脈沖f3rs485通訊接口f4hart協(xié)議 代號被測介質j1液體j2氣體j3蒸汽 代號連接方式l1法蘭卡裝式l2法蘭連接式 代號功能2e11.0級（適用于液體）e21.5級e32.5級（dn15 dn20） t1常溫t2高溫t3蒸汽 p11.6mpap22.5mpap34.0mpa d1內部3.6v供電（不帶輸出）d2dc24v供電 b1不銹鋼（法蘭材質）b2碳鋼（法蘭材質）

渦街流量計系列產(chǎn)品有：插入式渦街流量計；氣體渦街流量計；蒸汽渦街流量計；帶溫壓補償一體式渦街流量計；