蒸汽流量計(jì)原理

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

設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f，被測(cè)介質(zhì)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(guān)系式：

　f=SrU1/d=SrU/md 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（1）

式中　　U1--旋渦發(fā)生體兩側(cè)平均流速，m/s；

　　　　 Sr--斯特勞哈爾數(shù)；

　　　　 m--旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道橫截面面積之比

　管道內(nèi)體積流量qv為

　　　　　　　　　　　　 qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr 　　　　　　　　　　　　　　　　（2）

　　　　　　　　　　　　 K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 　　　　　　　　　　　　　　　　 （3）

式中 K--流量計(jì) 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(guān)外，還與斯特勞哈爾數(shù)有關(guān)。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(guān)，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(guān)系圖。由圖可見，在ReD=2×104～7×106范圍內(nèi)，Sr可視為常數(shù)，這是儀表正常工作范圍。當(dāng)測(cè)量氣體流量時(shí)，VSF的流量計(jì)算式為

　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　 （4）

圖2 斯特勞哈爾數(shù)與雷諾數(shù)關(guān)系曲線

式中 qVn，qV--分別為標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的壓力，Pa；

　　 Tn，T--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的熱力學(xué)溫度，K；

　　 Zn，Z--分別為標(biāo)準(zhǔn)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(hào)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(nèi)僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸等有關(guān)。但是作為流量計(jì)在物料平衡及能源計(jì)量中需檢測(cè)質(zhì)量流量，這時(shí)流量計(jì)的輸出信號(hào)應(yīng)同時(shí)監(jiān)測(cè)體積流量和流體密度，流體物性和組分對(duì)流量計(jì)量還是有直接影響的。

　　 蒸汽流量計(jì)便是依據(jù)卡門旋渦原理進(jìn)行封閉管道流體流量測(cè)量的新型流量計(jì)。因其具有良好的介質(zhì)適應(yīng)能力，無需溫度壓力補(bǔ)償即可直接測(cè)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(cè)量標(biāo)況體積流量和質(zhì)量流量，是節(jié)流式流量計(jì)的理想替代產(chǎn)品。

　　 為提高 蒸汽流量計(jì) 的耐高溫及抗振動(dòng)性能，我公司新近開發(fā)出了HDLU改進(jìn)型渦街流量傳感器，因其*的結(jié)構(gòu)和選材使該傳感器可在高溫（350℃）、強(qiáng)振動(dòng)（≤1g）的惡劣工況下使用。

　　 在實(shí)際應(yīng)用中，往往zui大流量遠(yuǎn)低于儀表的上限值，隨著負(fù)荷的變化，zui小流量又往往會(huì)低于儀表的下限值，儀表并非工作在它的*工作段，為了解決這一問題，通常采用在測(cè)量處縮徑提高測(cè)量處的流速，并選用較小口徑的儀表以利于儀表的測(cè)量，但是這種變徑方式必須在變徑管與儀表間有長(zhǎng)度為15D以上的直管段進(jìn)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(jié)構(gòu)尺寸小，僅為工藝管內(nèi)徑的1/3，與 蒸汽流量計(jì) 作成一體，不僅不需要另外附加一段直管段，還可以降低對(duì)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 蒸汽流量計(jì) 采用微功耗*，采用鋰電池供電可不間斷運(yùn)行一年以上，節(jié)省了電纜和顯示儀表的采購安裝費(fèi)用，可就地顯示瞬時(shí)流量、累積流量等。溫度補(bǔ)償 一體型蒸汽流量計(jì)還帶有溫度傳感器，可以直接測(cè)量出飽和蒸汽的溫度并計(jì)算出壓力，從而顯示飽和蒸汽的質(zhì)量流量。溫壓補(bǔ)償一體型帶有溫度、壓力傳感器，用于氣體流量測(cè)量可直接測(cè)量出氣體介質(zhì)的溫度和壓力，從而顯示氣體的標(biāo)況體積流量。

◆測(cè)量介質(zhì)： 氣體、液體、蒸氣

◆口徑規(guī)格 法蘭卡裝式口徑選擇 25,32,50,80,100

◆法蘭連接式口徑選擇 100,150,200

◆流量測(cè)量范圍 正常測(cè)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(cè)量流量范圍 液體、氣體流量測(cè)量范圍見表2； 蒸氣流量范圍見表3

◆測(cè)量精度 1.0級(jí) 1.5級(jí)

◆被測(cè)介質(zhì)溫度:常溫–25℃～100℃

◆高溫–25℃～150℃ -25℃～250℃

◆輸出信號(hào) 脈沖電壓輸出信號(hào) 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(yuǎn)傳信號(hào) 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(zhì) 不銹鋼, 鋁合金

◆電源 DC24V或鋰電池3.6V

◆防爆等級(jí) 本安型iaIIbT3-T6

防護(hù)等級(jí) IP65

HDLU蒸汽流量計(jì) 產(chǎn)品選型

代號(hào)通徑流量范圍㎡/h

HDLU-25DN251~10（液體）25~60（氣體）蒸汽流量請(qǐng)查看說明書，DN300以上推薦使用插入式蒸汽流量計(jì)

HDLU-32DN321.5~18（液體）15~150（氣體）

HDLU-40DN402.2~27（液體）22.6~150（氣體）

HDLU-50DN504~55（液體）35~350（氣體）

HDLU-80DN809~135（液體）90~900（氣體）

HDLU-100DN10014~200（液體）140~1400（氣體）

HDLU-150DN15032~480（液體）300~3000（氣體）

HDLU-200DN20056~800（液體）550~5500（氣體）

 代號(hào)功能1

N無溫壓補(bǔ)償

Y有溫壓補(bǔ)償

 代號(hào)輸出型號(hào)

F14-20mA輸出（二線制）

F24-20mA輸出（三線制）

F3RS485通訊接口

 代號(hào)被測(cè)介質(zhì)

J1液體

J2氣體

J3蒸汽

 代號(hào)連接方式

L1法蘭卡裝式

L2法蘭連接式

 代號(hào)功能2

E11.0級(jí)

E21.5級(jí)

T1常溫

T2高溫

T3蒸汽

P11.6MPa

P22.5MPa

P34.0MPa

D1內(nèi)部3.6V供電

D2DC24V供電

B1不銹鋼

B2碳鋼