LUGB 型分離型渦街流量傳感器

*部分：概述

二. 工作原理

旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對(duì)稱地排列。設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f，被測(cè)介質(zhì)來流的平均速度為V，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d，表體通徑為D，根據(jù)卡曼渦街原理，有如下關(guān)系式:

f=StV/d 公式（1）
式中：
f－發(fā)生體一側(cè)產(chǎn)生的卡門旋渦頻率
　　 St－斯特羅哈爾數(shù)（無量綱數(shù)）
　　 V－流體的平均流速
　　 d－旋渦發(fā)生體的寬度
由此可見，通過測(cè)量卡門渦街分離頻率便可算出瞬時(shí)流量。其中,斯特羅哈爾數(shù)（St）是無因次未知數(shù)，
圖（二）表示斯特羅哈爾數(shù)（St）與雷諾數(shù)（Re）的關(guān)系。

圖（二）

在曲線表中St＝0.17的平直部分，漩渦的釋放頻率與流速成正比,即為渦街流量傳感器測(cè)量范圍度。只要檢測(cè)出頻率f就可以求得管內(nèi)流體的流速，由流速V求出體積流量。所測(cè)得的脈沖數(shù)與體積量之比，稱為儀表常數(shù)（K），見式（2）
K＝N/Q（1/m3） 公式（2）
式中：K＝儀表常數(shù)（1/m3）。
N＝脈沖個(gè)數(shù)
Q＝體積流量（m3）
 

三. 主要技術(shù)指標(biāo)

第二部分: 儀表口徑的確定和安裝設(shè)計(jì)

（1）被測(cè)介質(zhì)的名稱、組份
（2）工作狀態(tài)的zui小、常用、zui大流量
（3）介質(zhì)的zui低、常用、zui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
Qv=Qm*103/ρ 公式（5）
式中：
Qv： 介質(zhì)在工況狀態(tài)下的體積流量（m3/h）
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?jī)x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：zui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：

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

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：
Δp:壓力損失（Pa） Cd：壓力損失系數(shù)
由運(yùn)動(dòng)粘度決定的線性下限流量：
Qυ=Q0×υ/υ0 公式（7）
式中：
Qρ：滿足旋渦強(qiáng)度要求的zui小體積流量（m3/h）
ρ0:參比條件下介質(zhì)的密度
Qυ:滿足zui小雷諾數(shù)要求的zui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zui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
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
 

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