涡街气体流量计是一种基于卡门涡街原理设计的流量测量仪器,以下是对其的详细介绍:
1、工作原理
流体在流动过程中,遇到障碍物会产生回流而形成漩涡。在均匀流动的流体的管道中,垂直地插入一个具有非流线型截面的柱体(称为漩涡发生体),当流速高于一定值时,则在该漩涡发生体两侧会产生旋转方向相反、交替出现的漩涡,并随着流体流动,在下游形成两列不对称的漩涡列,称之为“卡门涡街”。旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列,其产生的频率仅决定于流体的流速和漩涡发生体的特征尺寸,而与流体的物理参数如温度、压力、密度、黏度及组成成分无关。因此,当漩涡发生体的形状和尺寸确定后,可以通过测量漩涡产生频率来测量流体流量。
2、主要特点
测量范围广:涡街流量计的量程比可达1:10,能够满足不同流量范围的测量需求。
高精度:涡街流量计在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响,具有较高的测量精度,精度可达到±0.2~±1.5%FS。
压力损失小:涡街流量计的设计使得其在测量过程中产生的压力损失较小,有助于降低运行费用,更具节能意义。
结构简单牢固:涡街流量计无可动部件,结构简单且牢固,长期运行十分可靠。
维护方便:涡街流量计的结构简单,且传感器不直接接触介质,因此维护起来十分方便。
信号输出多样:涡街流量计既有模拟标准信号(420mA二线制;脉冲01000HZ)输出,也有数字脉冲信号(RS232/RS485)输出,方便与计算机等数字系统配套使用。
适用范围广:涡街流量计可用于测量气体、液体、蒸汽等多种介质的流量,具有广泛的应用范围。
可靠性高:涡街流量计采用压电应力式传感器,可靠性高,可在-20℃+250℃(也有说法为-200℃+500℃)的工作温度范围内工作。
3、选型考虑
涡街气体流量计的选型需要综合考虑以下五个方面:
仪表性能方面:包括精确度、重复性、线性度、范围度、压力损失、上下限流量、信号输出特性、响应时间等。
流体特性方面:包括流体压力、温度、密度、粘度、润滑性、化学性质、磨损、腐蚀、结垢、脏污、气体压缩系数、等熵指数、比热容、电导率、声速、混相流、脉动流等。
安装条件方面:包括管道布置方向、流动方向、上下游管道长度(一般上游为20D,下游为5D,必要时上游附加装整流片)、管道口径、维护空间、管道振动、接地、电源、辅属设备(过滤、排污)、防爆等。
环境条件方面:需考虑实际工作环境对流量计的影响。
经济因素方面:包括购置费、安装费、维修费、校验费、使用寿命、运行费(能耗)、备品备件等。
四、应用领域
涡街气体流量计在多个领域都有广泛的应用,具体如下:
工业生产:测量和控制各种流体(包括气体、液体和蒸汽)的流量,以满足生产过程中的需求。
能源计量:测量一次能源(如煤炭、原油、煤层气、石油气和天然气)和二次能源(如电力、焦炭、人工燃气、成品油、液化石油气、蒸汽)以及载能工质(如压缩空气、氧、氮、氢、水)等的流量,有助于科学管理能源、实现节能降耗和提高经济效益。
环境保护:监测和控制烟气、废液、污水等的排放流量,有助于改善大气和水资源的质量,保护人类生存环境。
交通运输:特别是管道运输中,涡街流量计是控制、分配和调度的关键工具。
此外,涡街气体流量计还广泛应用于生物技术、科学实验以及江河湖泊等领域,在钢铁厂、焦化厂、电力行业、水处理行业、水泥、卷烟、玻璃厂等也有重要应用。