涡街流量计

上传日期:2024-08-29 浏览次数:42 返回列表>>

一、原理


       涡街流量计也称为旋涡流量计,其具体工作原理如下:在流体流动管道中,垂直流动方向插入一个非流线型的柱状物体,当流体绕过柱状体流动时,会发生附面层分离引起速度增加,同时局部压力下降,进而形成背压流动现象,同时引发体两侧轮流发出两列并排且旋转方向相反的旋涡,如图1所示。

涡街流量计工作原理.png


       旋涡产生时一侧压力下降,产生一个从另一侧到本侧方向的作用力,另一侧产生旋涡时,就会产生一个方向相反的力,这样发生体就会受到一个可以检测涡街发生频率的交变作用力(俗称“升力”)。经过推导,管内流速和体积流量分别满足以下方程,在可测量范围内和工作状态下,知道流量计的仪表常数,就可以根据涡街发生频率计算出工作状态下流体的体积流率。

流量计计算公式.png


二、优缺点


       涡街流量计的优点主要体现在以下方面:


       (1)结构简单、牢固、安装与维护方便,相比节流装置减少泄露、堵塞和冻结等现象;


       (2)精确度较高,相对偏差在正负1%~1.5%之间;


       (3)测量范围较宽,在合理口径下,范围度可以达到20:1;


       (4)压降低,约为节流式压差流量计的25%~50%;


       (5)在一定雷诺数范围内,输出频率不受流体物性(密度和粘度)和组成的影响,仪表系数仅与旋涡发生体及管道的形状、尺寸有关。


       但仍然有以下缺点:


       (1)对管道机械振动较为敏感,不适用强烈振动场合;


       (2)口径越大,分辨率越低,一般满管式流量计用于DN400以下;


       (3)流体温度太高时,传感器制作会有困难,一般物流温度小于等于420℃;


       (4)当流体有压力脉动或流量脉动时,示值大幅度偏高,影响较大,即不适用于脉动流。 


三、选型方法


       涡街流量计的选择受到被测流体介质的显示精度、流量范围、输出电流等诸多因素影响,在挑选过程中可以按照以下五步进行:


       (1)精度选择:精度级别越高,意味着价格增高,需要正确选择才能做到经济合算:用于贸易结算等场合,可以用1.0级或0.5级等高级仪表;而无需精确控制和计量的场合,可以选择2.5级等低精度仪表,也可以选择插入式涡街流量计;


       (2)流量范围:每种涡街流量计都有一个测量范围,仪表口径需要与管道一致,而仪表规格不一定与工艺管道相同,是测量流量范围是否在流速范围内确定;


       (3)变送器选择:在实际应用中,一般考虑测量饱和蒸汽的流量不得低于涡街流量计的下限(5 m/s),然后根据用汽量大小选择变送器口径,不能以现有工艺管道口径进行选择;


       (4)压力补偿压力变送器选择:当管路较长时,压力波动较大,必须采用测量补偿,考虑到压力、温度和密度对应关系,只需要压力补偿即可;


       (5)显示仪表选择:显示仪表智能流量显示仪,具有稳压补偿、瞬时流量显示和累计流量计算功能,可以选择与第四项合并的温压补偿一体式即可。


四、涡街流量计精度


       涡街流量计的精度通常较高,适用于液体、气体和蒸汽介质的流量测量。其精度等级根据不同的标准有所不同,以下是详细介绍:


       (1)国际上,常用的涡街流量计精度等级标准是ISO 4185和ISO 6817标准。其中,ISO 4185标准将精度等级定义为0.5级、1级、1.5级、2级和2.5级,对应的最大误差分别为±0.5%、±1.0%、±1.5%、±2.0%和±2.5%。而ISO 6817标准则将精度等级定义为0.2级、0.5级、1级和1.5级,对应的最大误差分别为±0.2%、±0.5%、±1.0%和±1.5%。


       (2)在国内,涡街流量计的精度等级标准是GB/T 2624-2019,其精度等级同样分为0.5级、1级、1.5级、2级和2.5级,对应的最大误差分别为±0.5%、±1.0%、±1.5%、±2.0%和±2.5%。


       (3)对于液体,涡街流量计的精度一般在±0.5%R到±2%R之间,对于气体,精度一般在±1%R到±2%R之间。


       需要注意的是,涡街流量计的精度受多种因素影响,如干度变化、压力变化、管道及流量计震动、流量计出口侧通向大气以及流量计前后直管段安装要求等。因此,涡街流量计需根据实际情况,综合各因素进行选择。


青岛西子环保研究院有限公司

二零二四年 八月