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涡街流量计工作原理及产生误差的原因分析

时间:2024-07-18      阅读:36

摘要:叙述了涡街流量计的工作原理,阐述了涡街流量计的使用方法及注意事项,分析了其 产生误差的原因,对涡街流量计的仪表常数(也称流量系数)进行了较为详尽的说明,并给 出了仪表常数的修正公式。

1.涡街流量计的工作原理
涡街流量计也称漩涡流量计,利用流体力学中**的卡门(FBAGB")涡街原理工作。即在流体流动
的管道中,垂直流向插入一个非流线型的柱状物体(圆柱、三角柱、梯形柱等),当流体绕过柱状物体 时,发生附面层分离引起速度增加,局部压力下降,结果形成背压流动,在发生体两侧轮流发出两列并 排的漩涡。两侧漩涡旋转方向相反。这种流体力学现象称为卡门涡街。
由于在柱状体两侧轮番产生漩涡,产生漩涡时一侧压力下降,就有一个从另一侧到本侧方向的作用力,另一侧产生漩涡时又会产生一个与原来作用方向相反的作用力作用于发生体。这样,发生体便受到一个频率为涡街发生频率的交变作用力(俗称“升力”),这个力可以作为检测涡街发生频率的依据。

2.涡街流量计产生误差的原因
(1)涡街流量计口径D选择不当。仪表常数K与雷诺数有关,只有保证在测量流量范围内选择合适的D,
因此在选择涡街流量计之前应根据工艺条件选择合适的涡街流量计口径。
(2)涡街流量计安装不当。为保证给定的精度,涡街流量计安装时对上下游直管段长度有要求,对同心度与安装法兰垫片等也有一定要求,达不到安装要求就会产生误差。
(3)屏蔽不良。涡街流量计的输出信号一般要经过远距离传输,而生产现场往往有一些大功率的用电设备或动力电网,会对它产生干扰。因此信号电缆必须进行电磁屏蔽并可靠接地,否则会串入干扰,影响测量精度。
(4)流体流速的波动。当管道中流体的流速波动较大时,会产生脉动现象,进而产生脉动的随机压力,这个脉动压力会对漩涡产生冲击,影响测量精度。
(5)管道振动的影响。工艺管道一般与动力设备如压缩机和泵等连接,它们的振动会引起管道的振动,振动过强会影响测量精度。
(6)流体中含有气穴。当被测流体为液体且工作压力较低,而液体的饱和蒸汽压又较高时,有可能产生气穴,对漩涡产生强烈冲击,使仪表输出受到影响。设计时应对液体的工作压力进行核算,使其不会产生气穴。
(7)流体参数的不稳定。仪表常数K在一定介质状态下测得,流体的实际工作状态偏离给定状态太多时,K会发生变化,不及时修正会产生较大误差。
3.涡街流量计的使用
(1)安装时必须按说明书要求保证足够长度的直管段。一般要求至少应保证:下游有5D以上的直管段,上游视情况不同保证(20-50)D的直管段。
(2)变送器安装完毕后,使管道充满静止流体,接通电源,输出接示波器检查并调整零点。检查与零点调整后,使管道内充满稳定流动的流体,用 波器观察涡街流量计频率输出的波形,调整触发灵敏度使波形均匀、稳定。
(3)由工作状态下的体积流量求出标准状态下的体积流量有时为了计量和比较,往往需要知道标准状态
下的体积流量,这就要求把工作状态下的体积流量换算成标准状态下的体积流量。
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