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渦街流量計(jì)選型設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的因素
流量計(jì)是基于流體振動(dòng)發(fā)展起來(lái)的，根據(jù)旋渦的不同，檢測(cè)方式從熱絲式、熱敏式逐漸發(fā)展了應(yīng)力式、磁敏式及差動(dòng)開(kāi)關(guān)電容式、超聲波式等。渦街流量計(jì)幾乎可用于一切可形成旋渦列的場(chǎng)合，不僅可用于封閉的管道，還可用于開(kāi)放的溝槽。與渦輪流量計(jì)相比，渦街流量計(jì)沒(méi)有可動(dòng)的機(jī)械部件，維護(hù)工作量小，儀表常數(shù)穩(wěn)定；與孔板式流量計(jì)相比，渦街流量計(jì)測(cè)量范圍大，壓力損失小，準(zhǔn)確度高，安裝與維護(hù)簡(jiǎn)單。但渦街流量計(jì)的環(huán)境相關(guān)參數(shù)較多，容易在使用現(xiàn)場(chǎng)被忽略而影響流量計(jì)性能的正確發(fā)揮。
渦街流量計(jì)的原理是在流量計(jì)管道中，設(shè)置一滯流件，當(dāng)流體流經(jīng)滯流件時(shí)，由于滯流件表面的滯流作用等原因，在其下游會(huì)產(chǎn)生兩列不對(duì)稱(chēng)的旋渦，這些旋渦在滯流件的側(cè)后方分開(kāi)，形成所謂的卡門(mén)（Karman）旋渦列，兩列旋渦的旋轉(zhuǎn)方向是相反的，卡門(mén)從理論上證明了當(dāng)h/L=0.281（h為兩旋渦列之間的寬度，L為兩個(gè)相鄰旋渦間的距離）時(shí)，旋渦列是穩(wěn)定的雷諾數(shù)Re是表征粘性流體流動(dòng)特性的一個(gè)無(wú)量綱數(shù)，其物理意義是流體流動(dòng)的慣性力與粘滯力的比值。因此，流體的流動(dòng)狀態(tài)對(duì)渦街流量計(jì)的使用也有一定的影響。如果環(huán)境參數(shù)對(duì)流體流動(dòng)狀態(tài)有影響也會(huì)影響到渦街流量計(jì)的使用性能。
正確合理地選用流量?jī)x表，是客戶(hù)、設(shè)計(jì)單位和生產(chǎn)企業(yè)的共同愿望。調(diào)查熟悉儀表、測(cè)量對(duì)象和現(xiàn)場(chǎng)條件是做好選型工作的必要條件。一般情況下，要考慮的主要因素有性能要求、流體特性、安裝要求、環(huán)境條件、費(fèi)用等。一、性能要求
流量?jī)x表的性能要求包括：瞬時(shí)流量、累積流量；精確度；重復(fù)性；流量范圍；允許壓力損失；可靠性；輸出信號(hào)特性；響應(yīng)時(shí)間等內(nèi)容。
對(duì)于這些特性，根據(jù)應(yīng)用的目的不同，側(cè)重面也不相同。例如以流量計(jì)量為目的（商貿(mào)核算、倉(cāng)儲(chǔ)交接、物料平衡）的應(yīng)用，對(duì)流量?jī)x表的精確度、重復(fù)性、流量范圍等性能的要求較高；而以過(guò)程檢測(cè)與控制為目的應(yīng)用，就把對(duì)儀表的重復(fù)性、長(zhǎng)期穩(wěn)定性、可靠性、輸出信號(hào)和響應(yīng)時(shí)間等要求作為重點(diǎn)。
渦街流量計(jì)是一種中等精確度、技術(shù)性能比較全面的流量?jī)x表，既可用于計(jì)量，也可用于過(guò)程控制系統(tǒng)。表13-1列出了不同檢測(cè)方法渦街流量計(jì)的主要技術(shù)性能，可供選表時(shí)參考。
二、流體特征
流體特性主要指流體的物理特性，如流體的密度、粘度、及液體飽和蒸氣壓等。另外，流體的溫度、壓力也是選表中應(yīng)考慮的重要問(wèn)題。渦街流量計(jì)的特點(diǎn)之一是對(duì)被測(cè)介質(zhì)的物性變化不敏感，所以渦街流量計(jì)對(duì)流體特性的要求相對(duì)寬松。下面我們分別進(jìn)行說(shuō)明：
1·流體的溫度
渦街流量計(jì)檢測(cè)元件的極限工作溫度、表體材料、一體型渦街流量計(jì)的電子元器件的耐溫性能是制約渦街流量計(jì)工作溫度的主要因素。從表13-1可看出，除應(yīng)變式和光電式渦街流量計(jì)外，其余型式渦街流量計(jì)都能承受2000C以上的流體溫度。電容式、應(yīng)力式、振動(dòng)梭球/電磁式還具有很好的低溫特性。
近幾年出現(xiàn)的全塑料耐腐型渦街流量計(jì)，有很強(qiáng)的耐腐性能。由于被測(cè)介質(zhì)的腐蝕性隨濃度增大和溫度升高而加劇。所以，選用耐腐型渦街流量計(jì)時(shí)，不僅要考慮腐蝕介質(zhì)的濃度，還應(yīng)考慮溫度的影響因素。
2.流體的壓力
渦街流量計(jì)所能承受的工作壓力與渦街流量計(jì)表體的材質(zhì)、密封件和流體溫度有關(guān)。如果流體溫度較高，同樣材質(zhì)能承受的壓力應(yīng)降低。圖13-1給出了E+H公司制造的Prowirl 70型電容式渦街流量計(jì)技術(shù)資料中提供的壓力及溫度曲線圖。
例如圖13-1中在常溫下工作壓力為4MPa(40bar)的渦街流量計(jì)，在2000C時(shí)承受壓力將降低到3MPa；在3000C時(shí)降為2.8MPa；到4000C時(shí)降到2.5MPa。對(duì)于工作在家低溫介質(zhì)的儀表，同樣存在這個(gè)問(wèn)題。在圖中可以看出，當(dāng)介質(zhì)溫度為-500C時(shí)，表體承受力與常溫相同。但當(dāng)介質(zhì)溫度降到-1000C時(shí)，儀表承受力降至1.2MPa。所以，對(duì)高溫流體（如蒸汽）和低溫流體，選型時(shí)，確定渦街流量計(jì)的工作壓力必須考慮流體溫度影響這一因素。
3.流體密度
管道雷諾數(shù)ReD體的密度有關(guān)，采用力檢測(cè)方式的渦街流量計(jì)，檢測(cè)元件所受到交變作用的大小也與密度成正比。由此可見(jiàn)，渦街流量計(jì)的下限雷諾數(shù)和儀表檢測(cè)元件的靈敏度均與被測(cè)流體的密度有關(guān)。所以，選型時(shí)，對(duì)儀表的下限流量和下限雷諾數(shù)的確定應(yīng)考慮密度的因素。有的生產(chǎn)廠給出了計(jì)算最小流量。
對(duì)于氣體和蒸汽的工作狀態(tài)密度小于式中限定的密度，但大于0.6kg/m3時(shí)，氣體、蒸汽可查圖13-3的曲線，確定可測(cè)最低流速。
例如一臺(tái)通徑為150mm的渦街流量計(jì)，用于測(cè)量飽和蒸汽，工作壓力為0.5MPa（絕壓），通過(guò)手冊(cè)查到飽和蒸汽密度為2.68kg/m3根據(jù)圖13-3曲線，可確定最低流速約4.5m/s。
需要注意的是圖13-2和13-3曲線及經(jīng)驗(yàn)公式都是儀表制造廠根據(jù)生產(chǎn)的渦街流量計(jì)的特性，經(jīng)試驗(yàn)確定的。不可盲目套用，以防造成錯(cuò)誤選型。
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