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智能一体化涡街流量计测量与雷诺数的关系

点击次数:268  发布时间:2020-05-13

智能一体化涡街流量计因其传感器内部无可动部件,容易维护,安装方便、测量范围广、压损低、具有一定的耐高温、高压性能,可测量多种流体,如气体、蒸汽、液体,被广泛用于石油、化工、冶金、食品、供水、供热等行业中。

其测量是依据卡门涡街原理,具体如下:

涡街流量计是由设计在流场中的旋涡发生体、检测探头及相应的电子线路等组成。。当流体流经旋涡发生体时,它的两侧就形成了交替变化的两排旋涡,这种旋涡被称为卡门涡街。在卡门涡街理论的基础上又提出了卡门涡街的频率与流体的流速成正比,并给出了频率与流速的关系式: 
f = St × V/d 式中: 
f —涡街发生频率 (Hz) 
V —旋涡发生体两侧的平均流速(m/s ) 
Sr— 斯特罗哈尔系数(常数) 
这些交替变化的旋涡就形成了一系列交替变化的负压力,该压力作用在检测探头上,便产生一系列交变电信号,经过前置放大器转换、整形、放大处理后,输出与旋涡同步成正比的脉冲频率信号(或标准信号)。

斯特劳哈尔数Sr为无量纲参数,它与旋涡发生体形状及雷诺数有关,在雷诺数在一定范围内,Sr可视为常数,这是仪表正常工作范围。

因此,从上方说明可知,只有在一定的雷诺系数范围内,涡街流量计的测量才不受流体物理性质和组分的影响,因此被测流体的雷诺数Re与涡街流量计的测量精度具有重要的关系。

(1)当Re小于5×103时,涡街频率将不能发生或不能稳定的发生,所以此范围就不适合使用涡街流量计测量;

(2)当Re在5×103~2×104范围内时,涡街频率也能稳定的发生,但Sr增大了,仪表系数也相应增大,从而影响了测量的准确度。此时,为了确保测量的精度减少误差,需对仪表系数进行校正才能保证测量的准确度;

(3)当Re在2×104~7.2×106这个范围是zui适合涡街流量计测量的范围,上面已经说过了,因此在实际应用中,流体的下限雷诺数一般为2×104,其对应的下限流速一般气体为4~5m/s,液体为0.4~0.5m/s,因此一般确定下限流量应保证介质流速大于上述流速。

为了让涡街流量计能正常工作,应尽量避免在雷诺系数<2×104情况下使用。当雷诺数满足不了要求时,有一定要用涡街流量计,那么只能采取缩小管径来解决,在流量不变的条件下,管道缩小为原来的1/n,流速将提高n倍,而雷诺数Re也将增大为原来的n倍,所以要涡街流量计正常运行,保证下限流速是关键。

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