[摘要]配(pei)蒸汽流量(liang)測量中孔(kong)闆和渦街(jie)流量計 是(shi)比較常見(jian)的兩種測(ce)量元件，在(zai)實際應用(yong)中根據 應(ying)用🚩場所環(huan)境等不同(tong)，孔闆和渦(wo)街流量計(ji)各有優缺(que)點。
　　蒸汽的(de)流量測量(liang)方法按工(gong)作原理劃(hua)分，可分爲(wei)直㊙️接💃式質(zhi)量🔆流量計(ji)和間接式(shi)質量流量(liang)計，在工業(ye)企業中蒸(zheng)汽的測量(liang)多采用間(jian)接式，其中(zhong) 節流式差(cha)壓流量計(ji) 和渦街流(liu)量計是主(zhu)流。這兩種(zhong)流量計在(zai)測量中各(ge)有優缺點(dian)，如差壓流(liu)量計以 孔(kong)闆流量計(ji) 爲例，其範(fan)圍度廣，穩(wen)定性好;而(er)渦街流量(liang)計的優越(yue)性是孔闆(pan)式流量計(ji)所不具備(bei)的，尤其是(shi)在蒸汽參(can)數偏離設(she)計值時，其(qi)測量♋誤差(cha)遠小于孔(kong)闆式流量(liang)🌈計的測量(liang)。本文将對(dui)兩種流量(liang)計在實際(ji)應用中的(de)優缺點進(jin)行詳細的(de)☁️對比分析(xi)。
1、孔闆式流(liu)量計
　　孔闆(pan)流量計是(shi)差壓式流(liu)量計的一(yi)種。簡單的(de)說。流體流(liu)經.一個收(shou)縮截面，測(ce)量通過此(ci)截面的差(cha)壓。根據丹(dan)尼爾.伯努(nu)利在1738年的(de)研究工作(zuo),流體經過(guo)孔闆的速(su)度📱和其壓(ya)☂️力損失的(de)平方根成(cheng)比例關系(xi)。
1.1孔闆流量(liang)計的測量(liang)原理
　　充滿(man)管道的流(liu)體，當它們(men)流經管道(dao)内的節流(liu)裝置時，流(liu)💔束💛将🥵在節(jie)流裝置的(de)節流件處(chu)形成局部(bu)收縮，從而(er)使流⭐速增(zeng)加，靜壓力(li)低，于是在(zai)節流件前(qian)後便⭕産生(sheng)了🔴壓力降(jiang)，即壓差,介(jie)質流動的(de)流🐆量越大(da)，在節🌍流件(jian)前後産生(sheng)的壓差就(jiu)越大，所以(yi)孔闆💜流量(liang)計可🧑🏽‍🤝‍🧑🏻以通(tong)過測量壓(ya)差來衡量(liang)流體流量(liang)的大小。這(zhe)種測量方(fang)法是以能(neng)量守衡定(ding)律和流動(dong)連續性定(ding)律爲🍉基準(zhun)的。
 
1.2孔闆流量(liang)計的安裝(zhuang)條件
①标準(zhun)孔闆的中(zhong)心線應當(dang)與管道中(zhong)心線同軸(zhou)。
②孔闆流量(liang)計安裝時(shi)應配有一(yi)-段測量管(guan),至少保持(chi)前10DN、後5DN的等(deng)徑直管段(duan)，以提高測(ce)量精度。
③引(yin)壓管路的(de)内徑與管(guan)路長度和(he)介，質髒污(wu)程度有關(guan)，通常在🈲16米(mi)以内用内(nei)徑爲8-12mm的管(guan)子。
④引壓管(guan)路應有牢(lao)固的支架(jia)托承，兩根(gen)取壓管路(lu)應盡可能(neng)😄互相靠近(jin)并遠離熱(re)源或震動(dong)源，測量水(shui)蒸汽流🐕量(liang)時,應，用保(bao)溫材料--同(tong)包紮，必須(xu)時(如氣溫(wen)0°C以下)加伴(ban)熱管防止(zhi)結冰🏃🏻。在測(ce)量髒污流(liu)量時，應附(fu)設隔離器(qi)或✏️沉降器(qi)。
⑤引壓管路(lu)内必須始(shi)終保持單(dan)相.流體狀(zhuang)态。被測流(liu)體是液體(ti)時，引壓管(guan)路内全部(bu)是液相，絕(jue)對不能有(you)㊙️氣泡。爲此(ci)應在引壓(ya)管路⁉️的最(zui)低點裝排(pai)水閥或在(zai)最高點裝(zhuang)排氣❌閥，在(zai)新裝或檢(jian)修 差壓變(bian)送器 時時(shi)應特别注(zhu)意。
1.3孔闆流(liu)量計的優(you)缺點
孔闆(pan)流量計的(de)優點:
①應用(yong)最多的孔(kong)闆式流量(liang)計結構牢(lao)固,性能穩(wen)定可靠,使(shi)用壽命長(zhang);
②檢測件與(yu)變送器、顯(xian)示儀表分(fen)别由不同(tong)廠家生産(chan),便于規模(mo)經☔濟生.産(chan)。
孔闆流量(liang)計的缺點(dian):
①測量精度(du)偏低;
②量程(cheng)比小，一般(ban)僅爲1:3~1:5;
③現場(chang)安裝要求(qiu)高;
④壓損大(da)。
⑤冬季需保(bao)溫處理，易(yi)凍。
2、渦街流(liu)量計
　　渦街(jie)流量計利(li)用一個非(fei)線性的發(fa)生體放置(zhi)在管道内(nei)，流體流經(jing)鈍體時會(hui)在其尾部(bu)産生有規(gui)則的旋渦(wo)。這些旋渦(wo)可以檢測(ce)、計算和顯(xian)示。在一-定(ding)流量👣範圍(wei)内🔞，渦街産(chan)生的數量(liang)與流體的(de)體積流量(liang)成比例，這(zhe)樣就可以(yi)測得流體(ti)的速🐉度。
2.1渦(wo)街流量計(ji)工作原理(li)
　　在流體中(zhong)設置旋渦(wo)發生體，則(ze)從旋渦兩(liang)側交替産(chan)生有規則(ze)的旋渦，這(zhe)種旋渦稱(cheng)爲卡門旋(xuan)渦，如圖2所(suo)示，旋🤩渦列(lie)在旋渦發(fa)⭐生體下遊(you)非對稱地(di)排列。
 
　　旋渦(wo)流量計是(shi)根據卡門(men)渦街原理(li)測量氣體(ti)、蒸汽或液(ye)體✊的體積(ji)流量、标況(kuang)的體積流(liu)量或質量(liang)流量的體(ti)積流量計(ji)✌️。并可🏃‍♂️作爲(wei)流量變送(song)器應用與(yu)自動化控(kong)制系統中(zhong)🏃🏻‍♂️。
2.2渦街流量(liang)計的安裝(zhuang)要求
①避免(mian)安裝在有(you)機械振動(dong)的管道上(shang)。當振動不(bu)可避🥵免時(shi)，應🌈考慮在(zai)距傳感器(qi)前後約2DN處(chu)的直管段(duan).上加固定(ding)支撐架;
②流(liu)量計上下(xia)遊必須有(you)足夠的直(zhi)管段，-*般爲(wei)前10D後5D;
③安裝(zhuang)點上下遊(you)的配管應(ying)與傳感器(qi)同心，同軸(zhou)偏差應不(bu)小于0.5DN;
④根據(ju)測量的需(xu)要，需在傳(chuan)感器附近(jin)測量壓力(li)和溫度💞時(shi)，測㊙️壓點應(ying)在傳感器(qi)下遊的3-5D處(chu)，測溫點應(ying)在傳感器(qi)🐕下遊的6-8D處(chu)。
2.3渦街流量(liang)計的優缺(que)點
渦街流(liu)量計的優(you)點:
①量程比(bi)大，可達到(dao)1:20;
②無運動部(bu)件;
③低阻流(liu)。
渦街流量(liang)計的缺點(dian):
①振動容易(yi)引起誤差(cha);
②直管段距(ju)離要求嚴(yan)格。
3、實際應(ying)用中孔闆(pan)與渦街流(liu)量計測量(liang)誤差比較(jiao)
3.1孔闆流量(liang)計計量誤(wu)差分析
　　差(cha)壓式流量(liang)計是利用(yong)流體的動(dong)靜壓能轉(zhuan)換原理進(jin)㊙️行流量測(ce)📐量的，這一(yi)-差壓與流(liu)體流量存(cun)在如下關(guan)系:
 
　　式中:qm爲(wei)質量流量(liang)，kg/h;qv爲工況條(tiao)件下的體(ti)積流量，m³/h;x爲(wei)流量系數(shu);e爲㊙️流束膨(peng)脹系數;△e爲(wei)差壓，Pa;Q爲工(gong)況條件下(xia)被測流💞體(ti)的密度，kg/m³;d爲(wei)工況條件(jian)下的節流(liu)開孔直徑(jing)，mm。由(1)式和(2)式(shi)可以看出(chu)，被測流體(ti)的流量是(shi)流體的密(mi)度和孔闆(pan)前後差壓(ya)的函數。當(dang)測得某一(yi)差壓時，由(you)于所測流(liu)體的密度(du)不同，所代(dai)表的流量(liang)是不同的(de)，隻😍有當流(liu)體的密度(du)值等于孔(kong)闆設計條(tiao)件中的密(mi)度值時，差(cha)壓才能真(zhen)實反映♻️所(suo)測的流🔞量(liang)。蒸汽從發(fa)生到使用(yong)，由于熱損(sun)耗，溫度和(he)壓力的下(xia)降💃是不可(ke)避免的，導(dao)緻🐪其密度(du)與設🔆計值(zhi)的差異，從(cong)而産生了(le)誤差，并且(qie)随着蒸汽(qi)參數的波(bo)動而波動(dong)，實際測量(liang)時隻能通(tong)過溫壓補(bu)償來修正(zheng)，補償公式(shi)的嚴謹性(xing)直接影響(xiang)測量誤差(cha)。
3.2渦街流量(liang)計計量誤(wu)差分析
　　渦(wo)街流量計(ji)是利用振(zhen)動原理進(jin)行測量的(de)，在流體中(zhong)，在流動的(de)垂直方向(xiang)插入發生(sheng)體，流體流(liu)經時在其(qi)下遊兩側(ce)交替産生(sheng)兩列卡門(men)渦街，卡門(men)渦街的發(fa)生頻率存(cun)在一定的(de)雷諾數範(fan)圍與流體(ti)的流速有(you)關，并呈正(zheng)線性關系(xi)。其關系🤞式(shi)如下:
 
　　式中(zhong):f爲渦街頻(pin)率，Hz;S,爲斯特(te)羅哈爾常(chang)數(無量綱(gang));v爲流體經(jing)過發生體(ti)時的平均(jun)流速，m/s;d爲發(fa)生體的特(te)征寬度,m。
　　在(zai)實際測量(liang)中，一台制(zhi)造完成的(de)渦街流量(liang)計其發生(sheng)體的🌐特征(zheng)🌐寬度是一(yi)定固定不(bu)變的。由此(ci)看見，卡門(men)渦街的頻(pin)率在--定的(de)雷諾數範(fan)圍内隻與(yu)流體的🧑🏾‍🤝‍🧑🏼平(ping)均流速有(you)關，與流體(ti)的密度、粘(zhan)度等物理(li)參數基本(ben)無關。隻要(yao)測得了渦(wo)街和發生(sheng)體處的流(liu)通面積即(ji)可測得流(liu)過發生體(ti)兩側流體(ti)的體積流(liu)量,其體㊙️積(ji)流量關系(xi)式爲:
 
　　式中(zhong):qv爲體積流(liu)量,m³/h;S,爲斯特(te)羅哈爾常(chang)數;m爲渦街(jie)發生體兩(liang)側弓形面(mian)積與管道(dao)橫截面面(mian)積之比;d爲(wei)渦街發生(sheng)體迎面寬(kuan)度，m;D爲🤞表體(ti)通徑，n;f爲渦(wo)街頻率，Hz。由(you).上式可以(yi)看🙇‍♀️出，在式(shi)中沒有涉(she)及流體的(de)任何物理(li)參數。所以(yi)在常💰規使(shi)用中㊙️，一台(tai)渦街流量(liang)計無論用(yong)于何🤞種流(liu)體測量,隻(zhi)要雷諾數(shu)2×104-7×106範圍内,就(jiu)能得到穩(wen)定的流量(liang)系數。隻要(yao)測得正确(que)的渦街頻(pin)率，便可正(zheng)确測得工(gong)況下流體(ti)的體積流(liu)量。這一點(dian)完全不同(tong)于差壓式(shi)流量計在(zai)流體參數(shu)偏離設計(ji)值時便産(chan)生很大誤(wu)差的情況(kuang)。
4、結束語
　　通(tong)過實際應(ying)用過程中(zhong)問題可發(fa)現，在蒸汽(qi)測量中✔️，渦(wo)街安裝方(fang)🐉便而孔闆(pan)流量計需(xu)要配套差(cha)壓變送器(qi)、引壓管、 三(san)組閥 等附(fu)件使用，且(qie)因爲冷凝(ning)水測量，在(zai)冬季使用(yong)引壓⛹🏻‍♀️管易(yi)凍結，造🔴成(cheng)測量誤差(cha)。且在運行(hang)方面，渦街(jie)後期基本(ben)不需🈲要維(wei)護，而孔闆(pan)由于成銳(rui)角邊緣易(yi)磨損，需定(ding)期維護，分(fen)體式結構(gou)還需定期(qi)對引壓管(guan)排污，綜上(shang)所述，工業(ye)企業中非(fei)特殊惡劣(lie)環境🌈下，建(jian)議蒸汽測(ce)量優先選(xuan)用渦街流(liu)量計,更好(hao)滿足測量(liang)需求。

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