渦街流量計(jì) 儀表口徑的確定和安裝設(shè)計(jì)
儀表選型是儀表應(yīng)用中非常重用的工作,儀表選型的正確與否將直接影響到儀表是否能夠正常運(yùn)行.因此用戶和設(shè)計(jì)單位在選用本公司產(chǎn)品時(shí),請(qǐng)仔細(xì)閱讀本節(jié)資料,認(rèn)真核對(duì)流體的工藝參數(shù)并隨時(shí)可與我公司的銷售或部門,以確保選型正確。
一.適用流量范圍和儀表口徑的確定
儀表口徑的選擇,根據(jù)流量范圍來(lái)確定。不同口徑渦街流量儀表的測(cè)量范圍是不一樣的。即使同一口徑流量表,用于不同介質(zhì)時(shí),它的測(cè)量范圍也是不一樣的。實(shí)際可測(cè)的流量范圍需要通過(guò)計(jì)算確定。
(一)參比條件下空氣及水的流量范圍,見(jiàn)表(二),參比條件如下:
1.氣體:常溫常壓空氣,t=20℃,P=0.1MPa(絕壓),ρ=1.205 kg/m3,υ=15×10-6 m2/s。
2.液體:常溫水,t=20℃,ρ=998.2kg/m3,υ=1.006×10-6m2/s。
(二)確定流量范圍和儀表口徑的基本步驟:
1. 明確以下工作參數(shù)。
(1)被測(cè)介質(zhì)的名稱、組份
(2)工作狀態(tài)的Z小、常用、Z大流量
(3)介質(zhì)的Z低、常用、Z高壓力和溫度
(4)工作狀態(tài)下介質(zhì)的粘度
2. 渦街流量?jī)x表測(cè)量的是介質(zhì)的工作狀態(tài)體積流量,因此應(yīng)先根據(jù)工藝參數(shù)求出介質(zhì)的工作狀態(tài)體積流量,相關(guān)公式如下:
(1)已知?dú)怏w標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積流量,可通過(guò)以下公
式求出工況體積流量
公式(3)
(2)已知?dú)怏w標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度ρ,可通過(guò)以下公
式求出工況密度
公式(4)
(3)已知質(zhì)量流量Qm換算為體積流量Qv
公式(5)
式中:
Qv: 介質(zhì)在工況狀態(tài)下的體積流量(m3/h)
(Qv=3600f/K K:儀表系數(shù) )
Qo: 介質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量(Nm3/h)
Qm: 質(zhì)量流量 (t/h)
ρ: 介質(zhì)在工況狀態(tài)下的密度(kg/m3)
ρo:介質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度(kg/m3),常用氣體介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度,見(jiàn)表(三)
P: 工況狀態(tài)表壓(MPa)
t: 工況狀態(tài)溫度(℃)
3.儀表下限流量的確定。渦街流量儀表的上限適用流量一般可不計(jì)算,渦街流量?jī)x表口徑的選擇主要是對(duì)流量下限的計(jì)算。下限流量的計(jì)算應(yīng)該滿足兩個(gè)條件:Z小雷諾數(shù)不應(yīng)低于界限雷諾數(shù)(Re=2×104);對(duì)于應(yīng)力式渦街流量?jī)x表在下限流量時(shí)產(chǎn)生的旋渦強(qiáng)度應(yīng)大于傳感器旋渦強(qiáng)度的允許值(旋渦強(qiáng)度與升力ρv2 成比例關(guān)系)。這些條件可表示如下:
由密度決定的工況可測(cè)下限流量:
由運(yùn)動(dòng)粘度決定的線性下限流量:
公式(7)
式中:
Qρ:滿足旋渦強(qiáng)度要求的Z小體積流量(m3/h)
ρ0:參比條件下介質(zhì)的密度
Qυ:滿足Z小雷諾數(shù)要求的Z小線性體積流量(m3/h)
ρ:被測(cè)介質(zhì)工況密度(kg/m3)
Q0: 參比條件下儀表的Z小體積流量
(m3/h)
υ:工作狀態(tài)下介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)粘度(m2/s)
υo:參比條件下介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)粘度(m2/s)
通過(guò)公式(6)、(7)計(jì)算出Qρ和Qν。比較Qρ和Qν,確定流量?jī)x表可測(cè)下限流量和線性下限流量:
Qυ≥Qρ:可測(cè)流量范圍為Qρ~Qmax , 線性流量范圍為Qυ~Qmax
Qυ<Qρ:可測(cè)流量范圍和線性流量范圍為
Qρ~Qmax
Qmax:渦街流量?jī)x表的上限體積流量(m3/h)
4.儀表上限流量以表(二)中的上限流量為準(zhǔn).氣體的上限流速應(yīng)該小于70m/s,液體的上限流速應(yīng)該小于7m/s
5.當(dāng)用戶測(cè)量的介質(zhì)為蒸汽時(shí),常采用的計(jì)量單位是質(zhì)量流量,即:t/h或Kg/h。由于蒸汽(過(guò)熱蒸汽和飽和蒸汽)在不同溫度和壓力下的密度是不同的,因此蒸汽流量范圍的確定可由公式(8)進(jìn)行計(jì)算得出
公式(8)
式中:
ρ: 蒸汽的密度(kg/m3)
ρ0:1.205kg/m3
Q蒸汽 :蒸汽質(zhì)量流量(t/h)
6.計(jì)算壓力損失,檢測(cè)壓力損失對(duì)工藝管線是否有影響,公式(單位:Pa):
Δp= CdρV2/2 公式(9)
式中:
ρ:工況介質(zhì)密度(kg/m3)V:平均流速(m/s)
7.被測(cè)介質(zhì)為液體時(shí),為防止氣化和氣蝕,應(yīng)使管道壓力符合以下要求:
p≥2.7Δp+1.3p0 公式(10)
式中:
Δp: 壓力損失(Pa)
p0:工作溫度下液體的飽和蒸汽壓(Pa絕壓)
Po:流體的蒸汽壓力 (Pa絕壓)
8.渦街流量計(jì)不適合測(cè)量高粘度液體。當(dāng)計(jì)算出的可測(cè)流量下限不滿足設(shè)計(jì)工藝要求時(shí),應(yīng)該考慮選用其它類型流量計(jì)。
9.通過(guò)計(jì)算如果有兩種口徑都可滿足要求,為了提高測(cè)量效果、降低造價(jià),應(yīng)選用口徑較小的表。應(yīng)該注意的是,盡可能使常用量處在流量范圍上限的1/2~2/3
Δp:壓力損失(Pa) Cd:壓力損失系數(shù)
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