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渦街流量計(jì)根據(jù)哪幾種參數(shù)進(jìn)行選型？

發(fā)布時(shí)間：2013-1-17 8:10:31
渦街流量計(jì)根據(jù)哪幾種參數(shù)進(jìn)行選型？
渦街流量計(jì)的口徑的確定和安裝設(shè)計(jì)：
 
渦街流量計(jì)選型是儀表應(yīng)用中非常重用的工作,儀表選型的正確與否將直接影響到儀表是否能夠正常運(yùn)行.因此用戶(hù)和設(shè)計(jì)單位在選用本公司產(chǎn)品時(shí),請(qǐng)仔細(xì)閱讀本節(jié)資料,認(rèn)真核對(duì)流體的工藝參數(shù)并隨時(shí)可與我公司的銷(xiāo)售或技術(shù)支持部門(mén)聯(lián)系，以確保選型正確。
 
適用流量范圍和儀表口徑的確定：
      儀表口徑的選擇，根據(jù)流量范圍來(lái)確定。不同口徑渦街流量?jī)x表的測(cè)量范圍是不一樣的。即使同一口徑流量表，用于不同介質(zhì)時(shí)，它的測(cè)量范圍也是不一樣的。實(shí)際可測(cè)的流量范圍需要通過(guò)計(jì)算確定。
 
（一）參比條件下空氣及水的流量范圍，見(jiàn)表（二），參比條件如下：
1．氣體：常溫常壓空氣，t=20℃，P=0.1MPa（絕壓），ρ=1.205 kg/m3，υ=15×10-6 m2/s。
2．液體：常溫水，t=20℃，ρ=998.2kg/m3，υ=1.006×10-6m2/s。
 
（二）確定流量范圍和儀表口徑的基本步驟：
1． 明確以下工作參數(shù)。
  （1）被測(cè)介質(zhì)的名稱(chēng)、組份
  （2）工作狀態(tài)的最小、常用、最大流量
  （3）介質(zhì)的最低、常用、最高壓力和溫度
  （4）工作狀態(tài)下介質(zhì)的粘度
2． 渦街流量計(jì)儀表測(cè)量的是介質(zhì)的工作狀態(tài)體積流量，因此應(yīng)先根據(jù)工藝參數(shù)求出介質(zhì)的工作狀態(tài)體積流量,相關(guān)公式如下：
Qv： 介質(zhì)在工況狀態(tài)下的體積流量(m3/h)
        （Qv=3600f/K  K:儀表系數(shù) ）
Qo ： 介質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量(Nm3/h)
Qm： 質(zhì)量流量 (t/h)
ρ： 介質(zhì)在工況狀態(tài)下的密度(kg/m3)
ρo： 介質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度(kg/m3)，常用氣體介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度，見(jiàn)表（三）
P： 工況狀態(tài)表壓(MPa)
t： 工況狀態(tài)溫度(℃)
3．儀表下限流量的確定。渦街流量?jī)x表的上限適用流量一般可不計(jì)算，渦街流量?jī)x表口徑的選擇主要是對(duì)流量下限的計(jì)算。下限流量的計(jì)算應(yīng)該滿足兩個(gè)條件：最小雷諾數(shù)不應(yīng)低于界限雷諾數(shù)（Re=2×104）；對(duì)于應(yīng)力式渦街流量?jī)x表在下限流量時(shí)產(chǎn)生的旋渦強(qiáng)度應(yīng)大于傳感器旋渦強(qiáng)度的允許值（旋渦強(qiáng)度與升力ρv2  成比例關(guān)系）。這些條件可表示如下：
由密度決定的工況可測(cè)下限流量：
 
 
由運(yùn)動(dòng)粘度決定的線性下限流量：
Qυ=Q0×υ/υ0                       公式（7）
式中：
Qρ：滿足旋渦強(qiáng)度要求的最小體積流量(m3/h)
ρ0:參比條件下介質(zhì)的密度 
Qυ:滿足最小雷諾數(shù)要求的最小線性體積流量(m3/h)
ρ:被測(cè)介質(zhì)工況密度（kg/m3）
Q0: 參比條件下儀表的最小體積流量
(m3/h)     
υ:工作狀態(tài)下介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)粘度(m2/s)
υo:參比條件下介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)粘度(m2/s)
通過(guò)公式（6）、（7）計(jì)算出Qρ和Qν。比較Qρ和Qν，確定流量?jī)x表可測(cè)下限流量和線性下限流量：
Qυ≥Qρ：可測(cè)流量范圍為Qρ～Qmax  , 線性流量范圍為Qυ～Qmax
Qυ<Qρ：可測(cè)流量范圍和線性流量范圍為
Qρ～Qmax  
Qmax：渦街流量?jī)x表的上限體積流量(m3/h)

公式（6）
4．儀表上限流量以表(二)中的上限流量為準(zhǔn).氣體的上限流速應(yīng)該小于70m/s,液體的上限流速應(yīng)該小于7m/s

5．當(dāng)用戶(hù)測(cè)量的介質(zhì)為蒸汽時(shí)，常采用的計(jì)量單位是質(zhì)量流量，即：t/h或Kg/h。由于蒸汽（過(guò)熱蒸汽和飽和蒸汽）在不同溫度和壓力下的密度是不同的，因此蒸汽流量范圍的確定可由公式(8)進(jìn)行計(jì)算得出
                           
  Q蒸汽=1.5Q空氣×ρ×103×√ρo/ρ            公式（8）
式中：
ρ： 蒸汽的密度（kg/m3）
ρ0：1.205kg/m3
Q蒸汽 ：蒸汽質(zhì)量流量（t/h）
6．計(jì)算壓力損失，檢測(cè)壓力損失對(duì)工藝管線是否有影響，公式(單位：Pa)：
         Δp= CdρV2/2               公式（9）
式中：
Δp:壓力損失（Pa）  Cd：壓力損失系數(shù)
         ρ：工況介質(zhì)密度（kg/m3）V:平均流速（m/s）
7．被測(cè)介質(zhì)為液體時(shí),為防止氣化和氣蝕,應(yīng)使管道壓力符合以下要求:
     p≥2.7Δp+1.3p0            公式（10）
式中：
      Δp: 壓力損失（Pa）
      p0：工作溫度下液體的飽和蒸汽壓（Pa絕壓）
      Po:流體的蒸汽壓力  (Pa絕壓)
8．渦街流量計(jì)不適合測(cè)量高粘度液體。當(dāng)計(jì)算出的可測(cè)流量下限不滿足設(shè)計(jì)工藝要求時(shí)，應(yīng)該考慮選用其它類(lèi)型流量計(jì)。
9．通過(guò)計(jì)算如果有兩種口徑都可滿足要求，為了提高測(cè)量效果、降低造價(jià)，應(yīng)選用口徑較小的表。應(yīng)該注意的是，盡可能使常用量處在流量范圍上限的1/2～2/3
表(二)　　參比條件下渦街流量傳感器工況流量范圍表
 

儀表口徑

(mm)

液體

氣體

測(cè)量范圍

(m3/h)

輸出頻率范圍

(Hz)

測(cè)量范圍

(m3/h)

輸出頻率范圍

(Hz)

25

1.2～16

25～336

 

8.8～55

190～1140

40

2～40

10～200

27～205

140～1040

50

3～60

8～160

35～380

94～1020

80

6.5～130

4.1～82

86～1100

55～690

100

15～220

4.7～69

133～1700

42～536

150

30～450

2.8～43

347～4000

33～380

200

45～800

2～31

560～8000

22～315

25, 0

65～1250

1.5～25

890～11000

18～221

300

95～2000

1.2～24

1360～18000

16～213

(300)

100～1500

5.5～87

 

1560～15600

85～880

(400)

180～3000

5.6～87

2750～27000

85～880

(500)

300～4500

5.6～88

4300～43000

85～880

(600)

450～6500

5.7～89

6100～61000

85～880

(800)

750～10000

5.7～88

11000～110000

85～880

(1000)

1200～1700

5.8～88

17000～170000

85～880

>(1000)

協(xié)議

 

協(xié)議

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  注：表中(300)～(1000)口徑為插入式

表(三)　常用氣體介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度（20℃，絕壓P=0.1MPa）

氣體名稱(chēng)

密度(kg/m3)

氣體名稱(chēng)

密度(kg/m3)

空氣(干)

1.2928

乙炔

1.1717

氮?dú)?o:p>

1.2506

乙烯

1.2604

氧氣

1.4289

丙烯

1.9140

氬氣

1.7840

甲烷

0.7167

氖氣

0.9000

乙烷

1.3567

氨氣

0.7710

丙烷

2.0050

氫氣

0.08988

丁烷

2.7030

一氧化碳

1.97704

天然氣

0.8280

二氧化碳

1.3401

煤制氣

0.8020
 
(三)選型舉例：
例一：已知?dú)怏w壓力和溫度及標(biāo)況下的流量時(shí)
某壓縮空氣，標(biāo)況流量范圍為QN=1200-12000Nm3/h,壓力P=0.7Mpa(表壓)，溫度t=30℃。試確定流量計(jì)口徑。
步驟一：計(jì)算壓縮空氣的工況體積流量
由公式(3):
工況使用下限體積流量為:
Qvmin=QN×0.101325×(273.15+t)/293.15/（P +0.1）
   =1200×0.101325×(273.15+30)/293.15/（0.7 +0.1）
    =157(m3/h)
工況使用流量上限為: Qvmax=1570(m3/h)
步驟二：根據(jù)使用工況流量范圍157-1570m3/h，查表（二），滿足下限流量條件的流量計(jì)為DN80 、DN100和DN125，考慮到上限流量1270m3/h及使用效果和經(jīng)濟(jì)成本，初選DN100, DN100流量計(jì)的工況流量范圍是100-1700m3/h，接近使用流量范圍，初選DN100流量計(jì)，但應(yīng)具體核算DN100流量計(jì)在該工況條件下的可測(cè)下限流量。核算DN100流量計(jì)在該工況條件下的可測(cè)下限流量：
    由公式(4)及公式(6):
37.46m3/h，遠(yuǎn)小于要求的工況下限流量157m3/h，確定選用DN100流量計(jì)。
 
例二：已知蒸汽壓力和溫度及工況流量時(shí)
測(cè)量介質(zhì)為過(guò)熱蒸汽，蒸汽溫度為320℃，壓力為1.5MPa（絕壓）,流量范圍為3t/h～25t/h, 試  確定流量計(jì)口徑。
步驟一：計(jì)算蒸汽的等效空氣參比條件下的體積流量范圍，經(jīng)查附表(二),該狀態(tài)下蒸汽的密度為:5.665Kg/m3,由公式(8) :
      Q空氣= Q蒸汽×103/1.5√ρoρ
      Q空氣min=3000/1.5×√5.665×1.205
         =765(m3/h)
      Q空氣max=6379(m3/h)
步驟二：根據(jù)等效參比流量范圍765-6379m3/h，查表（二），比較適合該流量范圍為DN200口徑。
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