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渦街流量計工作原理及產生誤差的原因分析

閱讀:64發布時間:2024-7-18

摘要:敘述了渦街流量計的工作原理,闡述了渦街流量計的使用方法及注意事項,分析了其 產生誤差的原因,對渦街流量計的儀表常數(也稱流量系數)進行了較為詳盡的說明,并給 出了儀表常數的修正公式。

1.渦街流量計的工作原理
渦街流量計也稱漩渦流量計,利用流體力學中**的卡門(FBAGB")渦街原理工作。即在流體流動
的管道中,垂直流向插入一個非流線型的柱狀物體(圓柱、三角柱、梯形柱等),當流體繞過柱狀物體 時,發生附面層分離引起速度增加,局部壓力下降,結果形成背壓流動,在發生體兩側輪流發出兩列并 排的漩渦。兩側漩渦旋轉方向相反。這種流體力學現象稱為卡門渦街。
由于在柱狀體兩側輪番產生漩渦,產生漩渦時一側壓力下降,就有一個從另一側到本側方向的作用力,另一側產生漩渦時又會產生一個與原來作用方向相反的作用力作用于發生體。這樣,發生體便受到一個頻率為渦街發生頻率的交變作用力(俗稱“升力”),這個力可以作為檢測渦街發生頻率的依據。

2.渦街流量計產生誤差的原因
(1)渦街流量計口徑D選擇不當。儀表常數K與雷諾數有關,只有保證在測量流量范圍內選擇合適的D,
因此在選擇渦街流量計之前應根據工藝條件選擇合適的渦街流量計口徑。
(2)渦街流量計安裝不當。為保證給定的精度,渦街流量計安裝時對上下游直管段長度有要求,對同心度與安裝法蘭墊片等也有一定要求,達不到安裝要求就會產生誤差。
(3)屏蔽不良。渦街流量計的輸出信號一般要經過遠距離傳輸,而生產現場往往有一些大功率的用電設備或動力電網,會對它產生干擾。因此信號電纜必須進行電磁屏蔽并可靠接地,否則會串入干擾,影響測量精度。
(4)流體流速的波動。當管道中流體的流速波動較大時,會產生脈動現象,進而產生脈動的隨機壓力,這個脈動壓力會對漩渦產生沖擊,影響測量精度。
(5)管道振動的影響。工藝管道一般與動力設備如壓縮機和泵等連接,它們的振動會引起管道的振動,振動過強會影響測量精度。
(6)流體中含有氣穴。當被測流體為液體且工作壓力較低,而液體的飽和蒸汽壓又較高時,有可能產生氣穴,對漩渦產生強烈沖擊,使儀表輸出受到影響。設計時應對液體的工作壓力進行核算,使其不會產生氣穴。
(7)流體參數的不穩定。儀表常數K在一定介質狀態下測得,流體的實際工作狀態偏離給定狀態太多時,K會發生變化,不及時修正會產生較大誤差。
3.渦街流量計的使用
(1)安裝時必須按說明書要求保證足夠長度的直管段。一般要求至少應保證:下游有5D以上的直管段,上游視情況不同保證(20-50)D的直管段。
(2)變送器安裝完畢后,使管道充滿靜止流體,接通電源,輸出接示波器檢查并調整零點。檢查與零點調整后,使管道內充滿穩定流動的流體,用 波器觀察渦街流量計頻率輸出的波形,調整觸發靈敏度使波形均勻、穩定。
(3)由工作狀態下的體積流量求出標準狀態下的體積流量有時為了計量和比較,往往需要知道標準狀態
下的體積流量,這就要求把工作狀態下的體積流量換算成標準狀態下的體積流量。

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