渦街流量計工作原理

渦街流量計工作原理

渦街流量計本質上是頻率計，因為它們測量由“鈍體”或“脫落桿”產(chǎn)生的渦流的頻率。渦流只會從一定的速度（RE-數(shù)）開始，因此渦流計將具有一個被稱為“截止”點的升高的零點。在速度變?yōu)榱阒?，儀表輸出將被切割為零。
 
在一定的回流（上方截止點），一些渦流計可能產(chǎn)生輸出信號，這可能導致錯誤的解釋。
 
渦流流量計是實際的體積流量計，如孔板流量計。這些像孔板米一樣的侵入式儀表會在流量增加時導致壓力下降，從而導致yong久性損失。因此，接近其沸點的液體會在儀表上的壓力下降到低于液體的蒸汽壓力時引入空化。一旦壓力恢復到高于蒸汽壓力，氣泡就會形成。氣蝕導致儀表發(fā)生故障，應始終避免。

渦街流量計工作原理

原理-以一定速度流動并通過固定障礙物的流體產(chǎn)生渦流。渦流的產(chǎn)生被稱為卡曼的漩渦，漩渦的頂點將是近似的。虛張聲勢體下游1.2D。一旦拉伸的導線開始在氣流中振動，頻率將與氣流速度成正比，
 
St=f*d/V0(withoutdimention)
 
St=Strouhal’snumber
 
f=frequencyofwire
 
d=diameterofwire
 
V0=Velocity
 
這種現(xiàn)象被稱為“渦旋脫落”，渦旋列被稱為“卡曼的渦街”。
 
渦旋脫落的頻率是流體速度的直接線性函數(shù)，頻率取決于阻流體的形狀和面寬。由于管道的阻塞寬度和內徑或多或少是恒定的，因此頻率由以下表達式給出-
 
f=(St*V)/c*D
 
f=渦旋頻率，Hz
 
St=strouhal的數(shù)量，維數(shù)更少
 
V=梭口桿處的流體速度，m/s
 
D=管道的內徑，m
 
c=常數(shù)（比率d/D）
 
d=棚桿的面寬，m
 
渦街流量計上的壓力損失梯度將具有與孔板流量計相似的形狀。壓力的低點將位于脫落桿處（與孔板流量計的靜脈收縮率相當）。這個壓力點下游將逐漸恢復，終導致yong久壓力損失。為了避免氣蝕，靜脈收縮時的壓力損失是有意義的。
 
確保不發(fā)生氣穴現(xiàn)象所需的小背壓是：
 
Pmin=3.2*Pdel+1.25*Pv
 
Pmin=流量計下游五個管道直徑的小所需壓力
 
Pdel=以巴為單位計算的yong久壓力損失
 
Pv=在工作溫度下的蒸汽壓力，單位為bar
 
-對于大多數(shù)渦流流量計，d/D將具有范圍，0.22-0.26，并且頻率od渦旋將取決于儀表的尺寸，更大的儀表，更低的頻率。因此，渦街流量計的大直徑受到限制，因為儀表的分辨率可能成為一個問題。出于控制目的。為了克服這個問題，使用了車載數(shù)字乘法器，它將乘以渦流頻率而沒有額外的誤差。
 
渦街流量計的性能受以下因素影響─
 
由于侵蝕而改變的棚桿幾何形狀
 
沉淀物以及上游腐蝕物
 
如果沒有妥善保護，可以改變棚桿的位置
 
液壓噪音。
 
一般儀表將包括以下電子部分-
 
拾取元件，AC前置放大器，帶濾波器的AC放大器，降噪功能，施密特觸發(fā)器，微處理器
 
特征-
 
渦街流量計提供線性數(shù)字（或模擬）輸出信號，無需使用單獨的變送器或轉換器，簡化了設備安裝。盡管該范圍取決于操作條件，但在可能的寬流量范圍內，儀表精度良好。脫落頻率是阻流體尺寸的函數(shù)，并且是一種自然現(xiàn)象，確保良好的校準長期穩(wěn)定性和重復性優(yōu)于±0.15％的速率。沒有漂移，因為這是一個頻率系統(tǒng)。
 
該儀表具有任何移動或磨損組件，提供更高的可靠性和減少維護。由于沒有閥門或歧管導致泄漏問題，因此進一步減少了維護。沒有閥門或歧管導致特別安全的安裝，這是過程流體有害或有毒時的重要考慮因素。
 
如果使用的傳感器足夠靈敏，則可以在氣體和液體上使用相同的渦旋流量計。此外，儀表的校準實際上與操作條件（粘度，密度，壓力，溫度等）無關，無論儀表是用于氣體還是液體。
 
渦街流量計還具有較低的安裝成本，特別是在直徑小于6英寸（152毫米）的管道中，與孔板和差壓變送器的安裝成本相比具有競爭力。
 
限制包括儀表尺寸范圍。低于0.5英寸（12毫米）直徑的儀表是不實用的，并且高于12英寸（300毫米）的儀表由于其與孔板系統(tǒng)相比的高成本及其有限的輸出脈沖分辨率而具有有限的應用。隨著管道直徑的增加，每立方體積產(chǎn)生的脈沖數(shù)量隨立方規(guī)律的增加而減小。因此，直徑為24英寸（610毫米）的渦街流量計具有典型的阻塞率0.3，在10英尺/秒（3米/秒）流體速度下僅具有大約5赫茲的滿量程頻率輸出。
 
選擇和尺寸：
 
作為選擇過程的DI一步，應將操作條件（過程流體溫度，環(huán)境溫度，管路壓力等）與儀表規(guī)格進行比較。然后應檢查儀表接液材料（包括粘合劑）和傳感器與化學侵蝕和安全性的過程流體的兼容性。例如，在氧氣上，應避免使用有色金屬材料或極其謹慎地接近。然后應建立給定應用的流量計小和大流量。
 
儀表小流量由雷諾數(shù)10,000至10,500，流體密度和電子設備的小可接受脫落頻率確定。大流速由儀表壓力損失（通常是兩個速度頭），液體空化的開始和氣體的聲速流動（阻塞）決定。因此，任何應用的流量范圍*取決于工作流體粘度，密度和蒸汽壓力，以及應用的大流速和管線壓力。對于低粘度產(chǎn)品，如水，汽油和液氨，應用大速度為15ft/s（4.6m/s），渦街流量計的可調范圍約為20：1，壓力損失約為4PSIG（27.4千帕）。
 
該儀表的良好（“速率”）精度和數(shù)字線性輸出信號使其在寬流量范圍內的應用成為一個實際的主張?？烧{節(jié)性隨著粘度的增加，密度的降低或該方法的大流速的降低而成比例地下降。因此，渦街流量計不適用于高粘度液體。
 
渦街流量計的優(yōu)點
 
渦街流量計可用于液體，氣體和蒸汽
 
低磨損（相對于渦輪流量計）
 
相對較低的安裝和維護成本
 
對工藝條件變化的低靈敏度
 
穩(wěn)定的長期精度和可重復性
 
適用于廣泛工藝溫度范圍
 
適用于各種管道尺寸
 
渦街流量計的限制
 
不適合非常低的流量
 
渦街流量計的上游和下游需要小長度的直管
 
渦街流量計適用于各種應用和行業(yè)，但適用于干凈，低粘度，中高速流體。
 
一些主要用途包括：
 
天然氣計量的貿(mào)易交接
 
蒸汽測量
 
液體懸浮液的流動
 
一般水應用
 
液體化學品和藥品