智能渦街流量計

HD-LU智能渦街流量計原理
在流體中設置三角柱型旋渦發(fā)生體，則從旋渦發(fā)生體兩側交替地產生有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡門旋渦，如江蘇恒大自動化右圖所示，旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列。
設旋渦的發(fā)生頻率為f，被測介質平均流速為 ，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d，表體通徑為D，即可得到以下關系式：　
f=SrU1/d=SrU/md 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(1)
式中　　U1--旋渦發(fā)生體兩側平均流速，m/s；
Sr--斯特勞哈爾數；
m--旋渦發(fā)生體兩側弓形面積與管道橫截面面積之比　
管道內體積流量qv為
qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr 　　　　　　　　　　　 　　 　(2)
K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 　　　　　 　　　　　　　　 　 (3)
式中 K--流量計的儀表系數，脈沖數/m3(P/m3)。
K除與旋渦發(fā)生體、管道的幾何尺寸有關外，還與斯特勞哈爾數有關。斯特勞哈爾數為無量綱參數，它與旋渦發(fā)生體形狀及雷諾數有關，圖2所示為圓柱狀旋渦發(fā)生體的斯特勞哈爾數與管道雷諾數的關系圖。由圖可見，在ReD=2×104～7×106范圍內，Sr可視為常數，這是儀表正常工作范圍。當測量氣體流量時，VSF的流量計算式為 (4)
斯特勞哈爾數與雷諾數關系曲線
式中 qVn，qV--分別為標準狀態(tài)下(0oC或20oC，101.325kPa)和工況下的體積流量，m3/h；
Pn，P--分別為標準狀態(tài)下和工況下的絕對壓力，Pa；
Tn，T--分別為標準狀態(tài)下和工況下的熱力學溫度，K；
Zn，Z--分別為標準狀態(tài)下和工況下氣體壓縮系數。
由上式可見，VSF輸出的脈沖頻率信號不受流體物性和組分變化的影響，即儀表系數在一定雷諾數范圍內僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸等有關。但是作為流量計在物料平衡及能源計量中需檢測質量流量，這時流量計的輸出信號應同時監(jiān)測體積流量和流體密度，流體物性和組分對流量計量還是有直接影響的。　　
渦街流量計便是依據卡門旋渦原理進行封閉管道流體流量測量的新型流量計d因其具有良好的介質適應能力，無需溫度壓力補償即可直接測量蒸汽、空氣、氣體、水、液體的工況體積流量，配備溫度、壓力傳感器可測量標況體積流量和質量流量，是節(jié)流式流量計的理想替代產品。
為提高渦街流量計的耐高溫及抗振動性能，我公司新近開發(fā)出了SDLU改進型渦街流量傳感器，因其獨特的結構和選材使該傳感器可在高溫(350℃)、強振動(≤1g)的惡劣工況下使用。
在實際應用中，往往最大流量遠低于儀表的上限值，隨著負荷的變化，最小流量又往往會低于儀表的下限值，儀表并非工作在它的最佳工作段，為了解決這一問題，通常采用在測量處縮徑提高測量處的流速，并選用較小口徑的儀表以利于儀表的測量，但是這種變徑方式必須在變徑管與儀表間有長度為15D以上的直管段進行整流，使加工、安裝都不方便。我公司研制的縱斷面形狀為圓弧的LGZ變徑整流器，具有整流、提高流速及改變流速分布多重作用，其結構尺寸小，僅為工藝管內徑的1/3，與渦街流量計作成一體，不僅不需要另外附加一段直管段，還可以降低對工藝管直管段的要求，安裝非常方便。