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現(xiàn)行流量計(jì)的特點(diǎn)以及選型

作者: 時(shí)間:2013-10-29 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
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在當(dāng)前的工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中,存在著種類繁多的,對設(shè)計(jì)人員選型造成了一定的難度。按測量原理大致可以分為容積式、速度式、差壓式、面積式、質(zhì)量式等。不同類型的其特點(diǎn)也略有不同,需針對不同的測量領(lǐng)域、不同的測量介質(zhì)、不同的工作范圍,選擇不同種類、不同型號的流量計(jì),以取得更好的測量效果。本文以幾種常用的流量計(jì)為例,介紹流量計(jì)的測量原理以及主要選型特點(diǎn)。

1 流量計(jì)介紹

1.1 孔板流量計(jì)

孔板流量計(jì)是最常用的一種流量計(jì),屬于差壓式流量計(jì),以流動(dòng)連續(xù)性方程(質(zhì)量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律)為基礎(chǔ)。充滿管道的流體在經(jīng)過管道內(nèi)節(jié)流元件時(shí)(如標(biāo)準(zhǔn)孔板、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴、長徑噴嘴等),流體流線在節(jié)流元件處形成局部收縮,流速加快,在節(jié)流元件前后形成壓差。根據(jù)壓差的大小可以衡量流量的大小,如圖1所示。

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圖1 孔板流量計(jì)原理

計(jì)算公式為:

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式中

qm——質(zhì)量流量,kg/s;
qv——體積流量,m3/s;
c——流出系數(shù);
ε——可膨脹性系數(shù);
β——直徑比,β=d/D
d——工作條件下節(jié)流件的孔徑,m;
D——工作條件下上游管道內(nèi)徑,m;
Δp——差壓,Pa;
ρ1——上游流體密度,kg/m3。

孔板流量計(jì)一般由節(jié)流裝置(節(jié)流件、測量管、直管段、流動(dòng)調(diào)整器、取壓管路)和差壓流量計(jì)組成,對工況變化準(zhǔn)確度要求高的場合則需配置壓力計(jì)(傳感器或變送器)并進(jìn)行溫壓補(bǔ)償。其主要特點(diǎn)是:

(1)結(jié)構(gòu)易于復(fù)制,簡單,牢固,性能穩(wěn)定可靠。
(2)價(jià)格低廉。
(3)應(yīng)用廣泛,液、氣、蒸汽皆可測量。
(4)準(zhǔn)確度不高,壓損大。

1.2 渦街流量計(jì)

在流體中設(shè)置漩渦發(fā)生體(阻流體),從漩渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生兩列規(guī)則的交替排列的漩渦渦街,漩渦的分離頻率與流經(jīng)渦街流量傳感器處流體的體積流量成正比,如圖2所示。

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圖2 渦街流量計(jì)原理

漩渦列在漩渦發(fā)生體下游非對稱地排列,設(shè)漩渦的發(fā)生頻率為f,被測流體平均速度為υ,漩渦發(fā)生體迎流面寬度為d,表體通徑為D,可得關(guān)系式:

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式中 St——斯特勞哈爾數(shù),在ReD=2′104-7′108范圍內(nèi),St可視為常數(shù)。

渦街流量計(jì)的流量方程為:

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式中

qv、qm——分別為體積流量和質(zhì)量流量;
f——輸出頻率;
K——流量計(jì)儀表系數(shù);
ρ——流體密度。

當(dāng)測量氣體流量時(shí),渦街流量計(jì)的流量計(jì)算式為:

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式中

pn、Tn——分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的壓力和溫度;
Z、Zn——分別為工作狀態(tài)下和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣體壓縮系數(shù);
qvn——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量
p、T——分別為工作壓力和溫度。

主要特點(diǎn):

(1)結(jié)構(gòu)簡單,維護(hù)方便。
(2)適用流體種類多,液、氣、蒸汽皆可測量。
(3)準(zhǔn)確度較高,測量范圍寬,壓損小。
(4)不適用于低雷諾數(shù)測量。
(5)抗干擾能力差。

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