浅谈涡街流量表在蒸汽计量中的应用

　　一、概述

　　LUGB型涡街流量传感器是孔板流量计最理想的替代产品·涡街流量计是基于卡门涡街原理而研制成功的一种具有国际先进水平的新型流量计,由于它具有其它流量计不可兼得的优点,自七十年代以来得到了迅速发展,据有关资料显示,现在日本、欧美等发达国家使用涡街流量计的比例大幅度上升,已广泛应用于各个领域,将在未来流量仪表中占主导地位。

　　二、工作原理

　　在流体中设置旋涡发生体(阻流体),从旋涡发生体两侧交替地产生有规则的旋涡,这种旋涡称为卡曼涡街,旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。设旋涡的发生频率为,f被测介质来流的平均速度为U,旋涡发生体迎面宽度为d,表体通径为D,根据卡曼涡街原理,有如下关系式f=SrU1/d=SrU/md (1)

　　式中　U1———旋涡发生体两侧平均流速,m/s;

　　Sr———斯特劳哈尔数;

　　m———旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比

　　K除与旋涡发生体、管道的几何尺寸有关外,还与斯特劳哈尔数有关。斯特劳哈尔数为无量纲参数,它与旋涡发生体形状及雷诺数有关,图1所示为圆柱状旋涡发生体的斯特劳哈尔数与管道雷诺数的关系图。由图可见,在ReD=2×104~7×106范围内, Sr可视为常数,这是仪表正常工作范围。当测量气体流量时,涡街流量表的流量计算式为：

　　Pn,P———分别为标准状态下和工况下的绝对压力,Pa;

　　Tn,T———分别为标准状态下和工况下的热力学温度,K;

　　Zn,Z———分别为标准状态下和工况下气体压缩系数。

　　由上式可见,涡街流量表输出的脉冲频率信号不受流体物性和组分变化的影响,即仪表系数在一定雷诺数范围内仅与旋涡发生体及管道的形状尺寸等有关。但是作为流量计在物料平衡及能源计量中需检测质量流量,这时流量计的输出信号应同时监测体积流量和流体密度,流体物性和组分对流量计量还是有直接影响的。

　　三、仪表的选型

　　仪表的正确选型是仪表正常使用的关键,实际应用中,太多的故障是由于仪表的选型不合理造成的,详细了解现场应用的工况条件及介质参数,选择合适的压力,温度,防护,防爆等级及材质,结构方式,以保证仪表能运行在最佳状态。对于蒸汽的计量选择合适的涡街流量表,我认为主要按以下步骤进行:

　　1·首先了解所测量的工作介质,是饱和蒸汽还是过热蒸汽。

　　2·确定流量的使用范围:最大流量和最小流量。