以孔板流量計為代表的節(jié)流裝置是一種且歷史悠久的流量測量方式,具有構(gòu)造較簡單,便于制造和維修,成本低,測量介質(zhì)適應(yīng)性強,耐高溫高壓,標準化程度高,可以免實流標定等一系列優(yōu)點。至今仍是一些發(fā)達國家的流量測量國家標準,在流量測量中占據(jù)統(tǒng)治地位。其原理是:當流體經(jīng)直管段進入節(jié)流裝置時,由于節(jié)流件的作用,使管道的流通截面減小,而使流體的部分位能轉(zhuǎn)化為動能,收縮截面處的流體流速增大靜壓力減小,節(jié)流件前后產(chǎn)生靜壓力差,流體的流速越大,收縮截面處的流體流速變化也越大,由此引起的節(jié)流件前后的靜壓力差也越大,通過對節(jié)流件前后的靜壓力差的測量,就可以測出管道內(nèi)的流體流量。
節(jié)流裝置的缺點是:調(diào)節(jié)精度不高,不能作調(diào)節(jié)使用;密封面易沖蝕,不能作切斷介質(zhì)用;密封性較差。
渦街流量計的誕生彌補了孔板流量計之類的不足。渦街流量計的測量方法基于流體力學(xué)中的卡門渦街原理。把一個旋渦發(fā)生體(如圓柱體、三角柱體等非流線型對稱物體)垂直插在管道中,當流體繞過旋渦發(fā)生體時會在其左右兩側(cè)后方交替產(chǎn)生旋渦,形成渦列,且左右兩側(cè)旋渦的旋轉(zhuǎn)方向相反。這種旋渦列就稱為卡門渦街。由于旋渦之間相互影響,旋渦列一般是不穩(wěn)定的,而當兩旋渦列之間的距離h和同列的兩個旋渦之間的距離l滿足公式h/l=0.281時,非對稱的旋渦列就能保持穩(wěn)定。
渦街流量計結(jié)構(gòu)簡單牢固,安裝維護方便(與節(jié)流式差壓流量計相比較,無需導(dǎo)壓管和三閥組等,減少泄漏、堵塞和凍結(jié)等);適用流體種類多,如液體、氣體、蒸氣和部分混相流體;精確度教高,范圍寬度,壓損小(約為孔板流量計1/4~1/2);輸出與流量成正比的脈沖信號,適用于總量計量,無零點漂移;在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi),輸出頻率信號不受流體物性(密度,粘度)和組分的影響,即儀表系數(shù)僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸有關(guān),只需在一種典型介質(zhì)中校驗而適用于各種介質(zhì)。
渦街流量計局限性是:不適用于低雷諾數(shù)測量,故在高粘度、低流速、小口徑情況下應(yīng)用受到限制;旋渦分離的穩(wěn)定性受流速分布畸變及旋轉(zhuǎn)流的影響;力敏檢測法對管道機械振動較敏感,不宜用于強振動場所;分辨率低;儀表在脈動流、混相流中尚欠缺理論研究和實踐經(jīng)驗。
關(guān)鍵詞:孔板流量計 渦街流量計 流量計