[摘要(yao)]配蒸汽(qi)流量測(cè)量中孔(kǒng)闆和渦(wo)街流量(liang)計 是比(bi)較常見(jian)的兩種(zhǒng)測量元(yuan)件，在實(shi)際應用(yong)中根據(ju) 應🚶‍♀️用場(chǎng)⭐所環境(jìng)等不同(tong)，孔闆和(hé)渦街流(liu)量計各(gè)有優缺(que)點🌍。
　　蒸汽(qì)的流量(liang)測量方(fāng)法按工(gōng)作原理(lǐ)劃分，可(ke)分爲直(zhi)🛀接式質(zhì)量流量(liang)計和間(jian)接式質(zhi)量流量(liàng)計，在工(gōng)業企業(ye)中蒸汽(qì)的測量(liàng)多采用(yòng)間接式(shi)，其中 節(jiē)流式差(cha)壓流量(liàng)計 和渦(wō)街流量(liàng)計是主(zhǔ)流。這兩(liang)種流量(liàng)計在測(cè)量中各(ge)有優缺(que)⚽點🌏，如差(cha)壓流量(liàng)計以 孔(kǒng)闆流量(liàng)計 爲例(lì)，其範圍(wéi)度廣，穩(wěn)定性好(hao);而渦街(jiē)流量計(jì)的優越(yuè)性是❤️孔(kong)闆式流(liú)量計所(suǒ)不具備(bei)的，尤其(qí)是在蒸(zheng)汽參數(shu)偏離設(she)計值時(shí)，其🧡測量(liang)誤差遠(yuan)小于孔(kong)闆式流(liú)量計的(de)測量。本(ben)文将對(dui)兩種流(liú)量計在(zai)實際應(yīng)用中的(de)優缺點(diǎn)進行詳(xiang)細的對(duì)比分析(xī)。
1、孔闆式(shi)流量計(jì)
　　孔闆流(liu)量計是(shì)差壓式(shì)流量計(ji)的一種(zhǒng)。簡單的(de)說。流體(ti)流經.一(yī)💰個收縮(suō)截面，測(ce)量通過(guò)此截面(miàn)的差壓(ya)。根據丹(dan)尼爾🆚.伯(bo)努利在(zài)1738年的研(yan)究工作(zuò),流體經(jing)過孔闆(pǎn)的速度(du)和其壓(ya)力損失(shi)的平方(fang)根成比(bǐ)例關系(xi)。
1.1孔闆流(liu)量計的(de)測量原(yuán)理
　　充滿(man)管道的(de)流體，當(dāng)它們流(liu)經管道(dào)内的節(jie)流裝置(zhi)時，流⁉️束(shu)将🤟在節(jiē)流裝置(zhi)的節流(liu)件處形(xíng)成局部(bu)收縮，從(cong)而使流(liu)速增加(jia)，靜壓力(li)低，于是(shi)在節流(liú)件前後(hòu)便産生(sheng)了⭕壓力(lì)降🌐，即壓(ya)差,介質(zhì)流動的(de)流量越(yue)大，在節(jie)流件前(qian)後産生(shēng)的壓差(chà)就越大(dà)，所以孔(kong)闆流量(liang)計可以(yi)通過測(cè)量壓差(cha)來衡量(liàng)流體流(liú)量的大(dà)小。這種(zhǒng)測量方(fāng)法是以(yi)能🚶量守(shǒu)衡定律(lǜ)和流動(dòng)連續性(xing)定律爲(wei)基準的(de)。
 
1.2孔(kong)闆流量(liang)計的安(an)裝條件(jian)
①标準孔(kong)闆的中(zhong)心線應(ying)當與管(guǎn)道中心(xin)線同軸(zhou)。
②孔闆流(liú)量計安(ān)裝時應(ying)配有一(yī)-段測量(liàng)管,至少(shao)保持前(qián)10DN、後5DN的等(deng)徑🧑🏾‍🤝‍🧑🏼直管(guan)段，以提(tí)高測量(liang)精度。
③引(yin)壓管路(lù)的内徑(jing)與管路(lu)長度和(hé)介，質髒(zang)污程度(dù)有關，通(tong)常在16米(mi)📐以内用(yòng)内徑爲(wei)8-12mm的管子(zǐ)。
④引壓管(guan)路應有(yǒu)牢固的(de)支架托(tuo)承，兩根(gen)取壓管(guǎn)路應盡(jìn)🌍可能互(hu)相靠近(jìn)并遠離(lí)熱源或(huo)震動源(yuán)，測量水(shuǐ)蒸汽流(liú)量時,應(yīng)，用保溫(wēn)材料♈--同(tong)包紮，必(bì)須時(如(ru)氣溫0°C以(yǐ)下)加伴(bàn)💚熱管防(fang)止結冰(bing)。在測量(liang)髒污流(liú)🈲量時，應(ying)附設📞隔(gé)離器或(huo)沉降器(qì)。
⑤引壓管(guan)路内必(bi)須始終(zhong)保持單(dān)相.流體(tǐ)狀态。被(bei)測流體(ti)是液體(ti)🏃‍♀️時，引壓(yā)管路内(nèi)全部是(shì)液相，絕(jué)對不能(néng)有氣泡(pao)。爲此♉應(yīng)在引壓(yā)🐉管路🈚的(de)最低點(diǎn)裝排水(shui)閥或在(zài)最高點(dian)裝排氣(qi)閥，在新(xin)裝或檢(jian)修 差壓(ya)變送器(qi) 時時應(ying)特别注(zhù)意。
1.3孔闆(pǎn)流量計(ji)的優缺(que)點
孔闆(pǎn)流量計(jì)的優點(dian):
①應用最(zuì)多的孔(kǒng)闆式流(liú)量計結(jie)構牢固(gù),性能穩(wen)定可靠(kào)❗,使用壽(shòu)命長;
②檢(jian)測件與(yǔ)變送器(qi)、顯示儀(yi)表分别(bié)由不同(tóng)廠家生(sheng)産,便👈于(yú)規模🐪經(jing)濟生.産(chǎn)。
孔闆流(liú)量計的(de)缺點:
①測(ce)量精度(dù)偏低;
②量(liàng)程比小(xiǎo)，一般僅(jǐn)爲1:3~1:5;
③現場(chǎng)安裝要(yao)求高;
④壓(ya)損大。
⑤冬(dōng)季需保(bao)溫處理(lǐ)，易凍。
2、渦(wo)街流量(liàng)計
　　渦街(jiē)流量計(jì)利用一(yi)個非線(xian)性的發(fā)生體放(fàng)置在管(guǎn)道内🔞，流(liú)😍體流經(jīng)鈍體時(shí)會在其(qí)尾部産(chan)生有規(guī)則的旋(xuán)渦⛹🏻‍♀️。這些(xie)旋渦可(kě)以檢測(ce)✊、計算和(he)顯示。在(zài)一-定流(liu)量範圍(wei)内🍉，渦街(jiē)産生的(de)數♊量與(yǔ)流✨體的(de)體積流(liu)量成比(bi)例，這樣(yàng)就🍉可以(yi)測得🌈流(liú)體的速(su)✔️度。
2.1渦街(jie)流量計(ji)工作原(yuan)理
　　在流(liú)體中設(she)置旋渦(wō)發生體(tǐ)，則從旋(xuán)渦兩側(ce)交替産(chan)🈲生有☀️規(guī)則☎️的旋(xuan)渦，這種(zhong)旋渦稱(chēng)爲卡門(men)旋渦，如(ru)圖2所示(shi)，旋渦列(liè)在旋渦(wō)發生體(ti)下遊非(fei)對稱地(di)排列。
 
　　旋(xuán)渦流量(liang)計是根(gen)據卡門(mén)渦街原(yuán)理測量(liàng)氣體、蒸(zhēng)汽或液(yè)體✂️的體(ti)積流量(liàng)、标況的(de)體積流(liu)量或質(zhì)量流量(liàng)的體積(jī)流量計(ji)。并可作(zuò)爲流量(liang)變送器(qì)應用與(yu)自動化(huà)控制系(xi)統中。
2.2渦(wo)街流量(liàng)計的安(an)裝要求(qiú)
①避免安(an)裝在有(you)機械振(zhèn)動的管(guan)道上。當(dang)振動不(bú)可避免(mian)時，應✨考(kǎo)慮在距(jù)傳感器(qi)前後約(yuē)2DN處的直(zhi)管段.上(shàng)加固定(ding)支撐架(jia);
②流量計(jì)上下遊(you)必須有(yǒu)足夠的(de)直管段(duàn)，-*般爲前(qián)10D後5D;
③安裝(zhuāng)點上下(xia)遊的配(pèi)管應與(yǔ)傳感器(qi)同心，同(tong)軸偏差(cha)應不✊小(xiao)于0.5DN;
④根據(jù)測量的(de)需要，需(xu)在傳感(gǎn)器附近(jin)測量壓(ya)力和溫(wēn)度時✨，測(cè)壓🌈點應(yīng)在傳感(gǎn)器下遊(you)的3-5D處，測(ce)溫點應(ying)在傳感(gǎn)器下遊(you)🚩的6-8D處。
2.3渦(wo)街流量(liàng)計的優(you)缺點
渦(wo)街流量(liàng)計的優(you)點:
①量程(chéng)比大，可(ke)達到1:20;
②無(wu)運動部(bù)件;
③低阻(zu)流。
渦街(jiē)流量計(ji)的缺點(diǎn):
①振動容(róng)易引起(qǐ)誤差;
②直(zhí)管段距(jù)離要求(qiu)嚴格。
3、實(shi)際應用(yong)中孔闆(pǎn)與渦街(jie)流量計(ji)測量誤(wù)差比較(jiao)
3.1孔闆流(liú)量計計(jì)量誤差(cha)分析
　　差(chà)壓式流(liu)量計是(shi)利用流(liu)體的動(dòng)靜壓能(néng)轉換原(yuan)理進行(hang)流量測(ce)量的，這(zhe)一-差壓(yā)與流體(tǐ)流量存(cún)在如下(xia)關系:
 
　　式(shi)中:qm爲質(zhi)量流量(liàng)，kg/h;qv爲工況(kuang)條件下(xià)的體積(ji)流量，m³/h;x爲(wèi)流量系(xi)數⛷️;e爲流(liu)束膨脹(zhàng)系數;△e爲(wèi)差壓，Pa;Q爲(wei)工況條(tiáo)件下被(bèi)測流體(ti)的密度(du)，kg/m³;d爲工況(kuàng)條件下(xià)的節流(liú)開孔直(zhí)徑，mm。由✊(1)式(shì)和(2)式可(ke)以看出(chu)，被測🚶流(liú)體的👌流(liú)量是🆚流(liú)體的密(mì)度和孔(kǒng)闆前後(hòu)差壓的(de)函數。當(dang)測得某(mou)一差壓(yā)時，由于(yu)👣所測流(liú)體的密(mi)度不同(tong)，所代表(biǎo)的流量(liàng)是不同(tong)的，隻有(yǒu)當流體(ti)的密🎯度(dù)值等于(yu)孔闆設(shè)計條件(jian)中的密(mì)度值時(shi)，差壓才(cai)能真實(shi)反映所(suo)測的流(liú)量。蒸汽(qi)從發生(shēng)到使用(yòng)，由于熱(rè)損耗💃🏻，溫(wen)度和壓(yā)力的下(xia)降是不(bu)可避免(miǎn)的，導緻(zhi)其密度(dù)與設計(ji)值的差(chà)異，從而(ér)産生了(le)誤差，并(bing)且随着(zhe)蒸汽參(can)數的波(bo)動而波(bō)動，實際(jì)測量時(shí)隻能通(tong)過溫壓(yā)補償來(lái)修正，補(bu)償公式(shi)的嚴謹(jǐn)性直接(jiē)影❓響測(cè)量誤差(chà)。
3.2渦街流(liu)量計計(ji)量誤差(chà)分析
　　渦(wo)街流量(liàng)計是利(li)用振動(dòng)原理進(jìn)行測量(liàng)的，在流(liú)體中，在(zài)流動的(de)垂直方(fang)向插入(ru)發生體(ti)，流體流(liú)經時在(zài)其下遊(you)兩⁉️側交(jiāo)替産生(shēng)兩列卡(kǎ)門渦街(jie)，卡門渦(wō)街的發(fā)生頻率(lü)存在一(yi)定的雷(lei)諾數🐆範(fan)圍與㊙️流(liu)體的流(liu)速有關(guan)，并呈正(zheng)線性關(guan)🌏系。其關(guan)系式如(rú)下:
 
　　式中(zhong):f爲渦街(jie)頻率，Hz;S,爲(wei)斯特羅(luó)哈爾常(chang)數(無量(liang)綱);v爲流(liu)體經過(guò)發生體(tǐ)時的平(píng)均流速(su)，m/s;d爲發生(sheng)體的特(tè)征寬度(du),m。
　　在實際(jì)測量中(zhōng)，一台制(zhi)造完成(chéng)的渦街(jiē)流量計(ji)其發生(shēng)體的⛹🏻‍♀️特(te)征寬度(dù)是一定(dìng)固定不(bu)變的。由(yóu)此看見(jiàn)，卡門渦(wo)街的頻(pin)率在--定(ding)的雷諾(nuò)數範圍(wéi)内隻與(yu)流體的(de)平均流(liu)速有關(guān)⭐，與流體(tǐ)的密度(dù)❌、粘度等(děng)物理參(can)數基本(ben)無關。隻(zhī)要測得(de)了渦街(jie)和發生(shēng)體處的(de)流通面(mian)積即可(ke)測得流(liu)過發生(sheng)體兩🥵側(ce)流體的(de)體積流(liu)量,其體(ti)積流量(liàng)關系式(shì)爲:
 
　　式中(zhōng):qv爲體積(jī)流量,m³/h;S,爲(wèi)斯特羅(luo)哈爾常(cháng)數;m爲渦(wo)街發生(sheng)體兩❄️側(cè)🤩弓形面(miàn)積與管(guǎn)道橫截(jié)面面積(jī)之比;d爲(wei)渦街發(fā)生體迎(yíng)面寬度(du)，m;D爲表體(tǐ)通徑，n;f爲(wei)渦街頻(pín)率，Hz。由.上(shang)式可以(yǐ)看出，在(zai)式🔴中沒(mei)有涉及(jí)流體的(de)任何物(wu)理參數(shu)✊。所以在(zai)常規使(shǐ)用中，一(yi)台渦街(jiē)流量計(jì)無論用(yong)于何㊙️種(zhong)流體測(cè)量,隻要(yào)雷諾數(shù)2×104-7×106範圍内(nei),就能🎯得(de)到穩定(ding)的流量(liang)系數。隻(zhī)要測得(dé)正确的(de)渦街頻(pín)率，便可(kě)正确測(cè)得工況(kuang)下流體(ti)的體積(jī)流量。這(zhe)一點完(wan)全不同(tóng)于差🐅壓(yā)式流量(liàng)計在流(liu)體參數(shu)偏離設(she)計值時(shi)🌈便産生(sheng)很大誤(wu)差的情(qing)況。
4、結束(shu)語
　　通過(guo)實際應(ying)用過程(cheng)中問題(tí)可發現(xiàn)，在蒸汽(qi)測量中(zhōng)，渦街安(an)裝方便(bian)而孔闆(pan)流量計(ji)需要配(pèi)套差壓(ya)變送器(qi)、引❌壓管(guan)、 三組閥(fa) 等附件(jiàn)使用，且(qie)因爲冷(lěng)凝水測(cè)量，在冬(dōng)季使用(yòng)引壓管(guan)易凍結(jié)，造成測(cè)量誤差(chà)。且在運(yun)行方面(mian)，渦街後(hou)期基本(ben)不需要(yao)維護，而(er)孔闆由(yóu)于成銳(ruì)角邊緣(yuán)易磨損(sǔn)，需定期(qī)👉維護，分(fen)體式結(jié)構還需(xū)定期對(duì)引壓管(guan)排污⭕，綜(zong)上所述(shu)，工業企(qi)業❄️中非(fēi)特殊惡(è)劣環境(jìng)下，建議(yì)蒸🔴汽測(cè)量優先(xiān)選用渦(wō)街流量(liàng)計,更好(hao)滿足測(ce)量需求(qiú)。

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