摘要(yào)：介紹電容(róng)式渦街流(liu)量計 的工(gong)作原理及(ji)其在空間(jian)環境模拟(nǐ)設備液氮(dan)系統中的(de)應✌️用情☁️況(kuang)。
1概述
　　液氮(dan)系統是空(kong)間環境模(mó)拟設備的(de)一個主要(yào)分系統。試(shì)驗時,它給(gei)真空容器(qì)内的熱沉(chen)輸送一定(ding)流量的過(guò)冷液氮,使(shi)♍其産生一(yī)個穩定的(de)低溫背景(jǐng)。液氮系統(tong)的一個主(zhu)要參數就(jiu)是液🈲氮的(de)流量.
　　在我(wo)國現有的(de)大型空間(jian)環境模拟(ni)設備如KM3、KM4中(zhōng)，其液🌈氮系(xi)統🏃‍♂️都沒有(you)安裝流量(liang)計,給液氮(dàn)系統運行(hang)狀況的分(fèn)析和系統(tong)的操作帶(dài)來了一定(dìng)的困難.在(zài)液氮系統(tǒng)中也曾使(shǐ)📐用過 孔闆(pan)式流量計(ji) 和 渦輪流(liu)量計 ,但由(yóu)于在液氮(dan)系統的啓(qǐ)動過程中(zhōng),流體狀态(tài)較複雜,有(yǒu)液相、氣🔅相(xiàng)或氣液兩(liang)相,使得上(shàng)述兩種流(liu)量計都不(bu)能進行正(zheng)常工作,甚(shèn)至使流量(liàng)計損壞。
　　爲(wei)了正确方(fāng)便地測量(liang)液氮的流(liu)量,所選擇(zé)的流量🎯計(jì)必須同時(shí)滿足兩個(ge)主要條件(jiàn):耐低溫(-200C);耐(nài)氣體沖擊(ji).在KM3液氮系(xi)統中進🌈行(háng)文🐉丘利管(guan)試驗時，采(cǎi)用了德國(guo)E+H公司生産(chǎn)的電容式(shi)渦街流量(liang)計(SWINGWIRLII),取得了(le)比較滿意(yi)的試驗結(jié)果。本文将(jiāng)詳細介紹(shào)該流量🈲計(ji)的工作🤟原(yuan)理及其在(zai)試驗中的(de)應用情況(kuang)。
2電容式渦(wō)街流計的(de)工作原理(lǐ)
　　電容式渦(wō)街流量計(jì),可用來正(zheng)确測量封(feng)閉管道中(zhong)氣體或液(ye)體的流量(liàng),如圖1所示(shi)。其最大優(yōu)點是沒有(you)運動部件(jian).測量時,管(guǎn)道中的流(liú)體從三角(jiǎo)形擋體(旋(xuan)渦發生體(tǐ))的正面流(liu)過,在該發(fa)生體後面(mian)兩側周期(qi)性形成--系(xì)💜列的旋渦(wo)，并交替分(fen)離開來,依(yī)次向下遊(you)🤟流去，如圖(tú)2所示。當雷(léi)諾數Re大于(yu)3800時,旋渦的(de)分離頻率(lü)與管道中(zhong)流體的平(píng)均流速成(chéng)正比。圓柱(zhù)形差動開(kāi)㊙️關電容(DSC)檢(jiǎn)測元件位(wèi)于旋渦發(fā)生體的圓(yuan)孔之中.由(yóu)旋渦分離(lí)引起的壓(ya)🧡力脈沖,通(tōng)過發生🧡體(ti)兩側橫孔(kǒng)傳到檢測(ce)元件.上，使(shǐ)檢🈲測元件(jian)産生微量(liang)的偏移,并(bing)在其内部(bù)産生相應(ying)的電容變(bian)化.即把檢(jian)🔆測元件檢(jian)測到的旋(xuan)渦壓力脈(mò)沖轉換成(chéng)電脈沖,然(ran)後經前置(zhi)放大✌️器處(chu)理成爲直(zhi)流4~20mA矩🍉形脈(mò)沖😘信号.再(zai)通過二次(ci)儀表将檢(jian)測到的脈(mo)沖信号換(huan)算成瞬時(shí)流量值或(huo)🍓累積流量(liang)值.
 
3電容式(shì)渦街流量(liang)計的應用(yòng)
　　電容式渦(wō)街流量計(jì)的工作溫(wen)度範圍寬(kuān)(-200~+400℃),測量範圍(wéi)大(液體:0.3~2300m/h).而(ér)且由于沒(méi)有運動部(bu)件,所以不(bu)怕氣體沖(chong)擊.在規定(ding)🈲的範📱圍内(nèi)🐪,測量不受(shòu)介質的壓(yā)力溫度、密(mì)🌐度和導電(diàn)率等👉因素(sù)的影響.根(gen)據這種流(liu)量計的特(tè)點，我們作(zuò)了第-次嘗(chang)試,将它應(ying)用于對大(dà)型空間環(huan)境模拟設(shè)備液氮系(xì)統中液氮(dàn)流量的測(ce)量.
　　當在KM3空(kōng)間環境模(mó)拟設備的(de)液氮系統(tǒng)中進行文(wén)丘利管😄試(shì)驗時,由于(yu)需要液氮(dàn)流量這個(ge)參數來對(duì)試驗結果(guǒ)進行分🐉析(xī).所以我們(men)在液氮泉(quan)的出口處(chù)安裝了一(yī)台電容⁉️式(shi)渦街流量(liang)計,并配備(bèi)了一台數(shù)顯二次儀(yí)表.試驗時(shi),從👈該流量(liàng)計測得的(de)數據是令(lìng)人滿意的(de),給液✊氮系(xì)統運行狀(zhuàng)況的分析(xī)及操作提(tí)供🔞了可靠(kao)依據、下面(miàn)列舉試驗(yan)中🔴的幾種(zhǒng)情況:
a.液氮(dan)系統預冷(leng)時,由于管(guan)内存在氣(qi)液兩相,所(suǒ)以流量計(jì)測得的數(shù)據不穩定(ding),但可以定(dìng)性地說明(ming)有一定量(liang)的液氮流(liú)過.
b.當液氮(dàn)系統完成(chéng)預冷,啓動(dong)液氮泵時(shí),由于有時(shí)預冷⛷️不充(chong)🥰分,産生了(le)氣堵。雖然(rán)液氮泵運(yun)轉,系統的(de)壓力升高(gāo),但液氮并(bìng)不流動,隻(zhī)能停機重(zhòng)新預冷.以(yǐ)前隻能憑(ping)經驗來判(pàn)斷這種情(qing)況👉,安裝了(le)渦街流量(liàng)計後,從流(liú)量🌂計上可(kě)以清楚的(de)看到，此時(shi)的讀數爲(wèi)零。如果液(yè)氮泵正常(chang)啓動後💛,流(liú)量計的讀(dú)數快速增(zēng)大,并達到(dào)一穩定🚶‍♀️值(zhí)時,則證明(míng)系統啓動(dong)成功.
c.試驗(yan)過程中,我(wo)們還做了(le)通過改變(biàn)系統的壓(yā)力來觀測(ce)流量😍變化(hua)的測試工(gong)作。當液氮(dan)系統的壓(ya)力不低于(yu)其飽和蒸(zhēng)汽壓力時(shi),降低或升(sheng)高系統的(de)壓力,泵的(de)揚程不變(biàn)🔞,流量也不(bú)改變。此時(shi)測得的流(liú)量值💚爲16m³/n,與(yǔ)泵的額定(dìng)流量值相(xiàng)等。當💃🏻壓力(li)低于其對(duì)應飽🤟和蒸(zhēng)汽壓時液(ye)氮泵出現(xian)氣蝕現象(xiang),流量降低(di),試驗測得(dé)的流量值(zhi)爲8m³/h,這種結(jie)果與理論(lùn)上是完全(quan)符合的.
4結(jie)論
　　電容式(shì)渦街流量(liàng)計用于對(duì)空間環模(mó)設備中液(yè)氨流量🔞的(de)測量在國(guó)内還是首(shǒu)次.試驗結(jie)果表明該(gai)流量計能(néng)正确地測(cè)量液氮系(xì)統的流量(liang),反映出液(ye)氮系統的(de)運行狀況(kuang),因此給液(ye)氮系統的(de)操作提供(gong)了可靠的(de)依據。而且(qiě)其安裝簡(jiǎn)便,壓力損(sun)失小,非常(cháng)适💋用于大(dà)型空間環(huán)境模拟設(she)備中液氮(dan)系統的流(liú)量測量.

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