渦(wo)街流量計(ji)選型中測(ce)量上/下限(xian)核算
多年(nián)工程實踐(jiàn)證明,選型(xing)是用好渦(wo)街流量計(jì) 的關鍵環(huán)節,而選型(xíng)過程中對(duì)于測量上(shang)/下限的核(hé)算💃🏻則是重(zhong)🏃要基礎,抓(zhua)住了這一(yī)基礎環節(jie),該流量計(jì)🚶不失爲一(yi)種性能卓(zhuo)越的流量(liàng)計。選型過(guo)程中,首先(xiān)是根據工(gong)藝要求選(xuǎn)擇☎️正确的(de)口徑規格(ge),以确保流(liú)💰體流量介(jiè)☀️于所需精(jing)度等級下(xià)、流量計的(de)🥰最大及最(zuì)小流量測(ce)量限之内(nèi);因爲線性(xing)度與測量(liang)範圍及雷(léi)✂️諾數相關(guān),流體的雷(lei)諾數不可(ke)超限;渦街(jie)流量🛀🏻計爲(wei)速度式流(liu)量計,應采(cai)用工況流(liú)速進行測(cè)量範圍的(de)性能對比(bi)。 一、渦街流(liú)量計測量(liàng)下限的核(he)算 對于渦(wō)街流量計(ji)的測量下(xià)限,應引起(qi)足夠重視(shi)的是:當🥵流(liú)量㊙️低🧡于下(xià)限時,渦街(jie)流量計将(jiāng)指示爲零(líng),已不能反(fǎn)映流量的(de)變化趨💚勢(shì)。因此,在工(gōng)程應用中(zhōng),應考慮足(zú)夠低的🎯測(cè)量下🎯限餘(yú)量。渦街流(liu)📧量計的測(ce)量下限由(you)雷👉諾數、二(èr)次部件信(xin)号處理系(xi)統的增益(yi)及🏃🏻抗幹擾(rǎo)能力、頻帶(dai)寬度、抗震(zhèn)性能認證(zheng)🧑🏾🤝🧑🏼指标及現(xiàn)場♋振動強(qiang)度等因素(su)共同制約(yuē),必須對上(shang)述因素分(fèn)别進行核(hé)算,并将核(he)👈算結果中(zhong)的最大值(zhí)作爲流量(liang)計測量下(xia)限使用,即(ji)實際測量(liang)下限: 需注(zhù)意,與其他(ta)模拟式原(yuan)理的流量(liàng)計不同的(de)是,渦街☀️流(liu)🌂量計是以(yi)計量漩渦(wō)數量測量(liang)流量,是通(tōng)過信号頻(pin)率而非信(xin)号強👣度提(tí)取瞬時流(liú)量信息,因(yīn)此,常見的(de)通過(4~20)mA輸人(rén)通道進🈲行(háng)小信号截(jie)除以穩定(dìng)零點的措(cuò)施,通常是(shì)無效的。零(ling)點的‼️穩定(dìng),主要取決(jue)于渦街流(liu)量計的抗(kang)幹擾能力(li)。 1.雷諾數限(xiàn)制的流量(liang)下限的核(he)算 通常情(qíng)況下,上限(xiàn)流量對應(ying)的雷諾數(shu)無需考慮(lü), 主要需對(duì)✨下🎯限流量(liang)的雷諾數(shù)進行計算(suàn),在計算結(jie)果低于制(zhi)造商标稱(chēng)的雷諾數(shù)下限時,流(liu)量計不可(ke)選用。雷諾(nuo)數下限導(dao)緻的流速(sù)測量下限(xian)🐉計算見式(shi)(1): 式中:Vminl一基(ji)于雷諾數(shù)限制的工(gong)況流速下(xià)限,m/s;Rdmin一爲保(bao)證标⭕稱精(jīng)度,所需最(zuì)小雷諾數(shu);μ一流體在(zài)工況下的(de)動力黏度(du),cP或mPa·s;ρ一流體(tǐ)工況密度(du),kg/m3D一管道内(nei)徑,mm。 對于黏(nián)度高于1cP的(de)液體流量(liàng)檢測或小(xiao)于DN40的小口(kou)徑規💃格🛀🏻的(de)選用,應不(bú)可省略雷(lei)諾數下限(xian)的核算。 由(you)于渦街信(xin)号強度與(yǔ)流體密度(du)成正比、與(yu)流體流速(su)的平方成(cheng)🚩正比,随流(liú)量減小,渦(wo)街信号的(de)強度以二(èr)階關系🌍急(ji)劇🎯減弱。對(dui)于低密度(du)流體(如氣(qì)體),信号更(geng)加微🚩弱,在(zai)小流量時(shí)需要信号(hao)處理系統(tǒng)提供足夠(gou)的增益(放(fàng)大倍數),并(bing)且應确保(bǎo)小流量時(shí)的微弱信(xìn)号能夠在(zài)各類現場(chǎng)幹擾下依(yi)舊得以正(zheng)确地辨識(shí),否則會将(jiāng)幹擾信号(hào)頻率誤識(shí)爲流量信(xin)号,産生無(wu)法預計的(de)測量誤差(chà),導緻測量(liang)失敗。式(2)給(gei)出基于信(xin)号處理系(xì)統的增😍益(yì)及抗幹擾(rao)能力✉️的測(ce)量下限的(de)核算: 式中(zhong):Vmin2一基于信(xìn)号處理系(xi)統增益及(jí)系統抗幹(gan)擾能力的(de)流速下限(xiàn),m/s;C一常數,由(you)信号處理(li)系統的增(zeng)益及抗幹(gàn)😘擾能力共(gong)🚶♀️同決定,各(gè)⭐産品存在(zài)明顯差異(yi);ρ一流體工(gong)況👌密度,kg/m3。 3.基(ji)于信号處(chù)理系統的(de)頻帶限制(zhi)導緻的流(liu)速測量✔️下(xià)限Vmin3 信号系(xi)統的低端(duān)頻響限制(zhì),直接限制(zhì)測量下限(xiàn),常見産品(pǐn)樣🏒本🔴分别(bie)給出各口(kou)徑規格在(zài)測量液體(tǐ)、氣體、蒸汽(qì)時的流速(su)下🌈限,可直(zhi)接引用,但(dan)切不可與(yǔ)抗幹擾能(néng)力确定的(de)下限混淆(xiáo)。 4.基于抗震(zhèn)性能認證(zheng)指标及現(xian)場振動強(qiang)度的流速(sù)測量下限(xiàn)的核算 該(gāi)方面導緻(zhi)的流速測(ce)量下限見(jian)式(3): 式中:Vmin4一(yi)基于抗震(zhèn)性能認證(zhèng)指标及現(xiàn)場管道振(zhen)動🏃強度的(de)流速🆚下限(xian),m/s;V0一認證時(shí)的流速下(xia)限,m/s;VIf一預計(ji)的現場管(guǎn)道振動幹(gàn)擾強度,g;ρ0一(yi)認證時的(de)流體工況(kuàng)密度,kg/m3;VI0一認(ren)證的抗振(zhen)動幹擾強(qiang)度🛀性能,g;ρ一(yī)現場流體(tǐ)工況密度(du),kg/m3。 二、渦街流(liú)量計測量(liang)上限的核(hé)算 渦街流(liú)量計的測(ce)量上限,同(tóng)時受限于(yú)信号處理(li)系統高端(duan)頻響、渦街(jiē)發生體及(jí)傳感器的(de)結構承受(shòu)能力、工✉️藝(yi)要求的壓(ya)力損失極(jí)限。在流量(liang)超過信号(hào)處💔理系統(tǒng)頻響範圍(wei)上限時,渦(wō)街流量計(ji)很可能出(chu)現❓流量越(yue)大,指示越(yuè)小的“倒走(zou)”現象,産生(shēng)難于預測(ce)的誤差。在(zai)流量超出(chū)渦街發生(shēng)體及傳感(gǎn)器的結構(gòu)承🌈受能力(li)的上限時(shi),易出現傳(chuán)感器壽命(ming)縮短,甚🏃♀️至(zhì)發生體或(huò)傳感器斷(duan)裂的現⛱️象(xiang),威脅下遊(yóu)設備的安(ān)全。 過高的(de)流速可能(neng)導緻壓力(lì)損失超過(guò)工藝要求(qiú)的限制,影(ying)響生産。流(liú)量計最高(gāo)壓力損失(shi)計算可采(cai)用式(4)進行(háng): 式中:△P一流(liú)量計産生(shēng)的永久壓(ya)力損失,kPa;Cd一(yi).渦街流量(liàng)計💔阻力系(xi)數❤️,由其結(jie)構決定;V一(yi)流體工況(kuàng)流速,通常(cháng)取最高流(liú)速,m/s;ρ流體工(gong)況密度,kg/m3。 制(zhi)造商在産(chan)品樣本中(zhong)通常已給(gěi)出各口徑(jìng)規格流量(liàng)計對✉️于液(yè)體、氣體、蒸(zhēng)汽的測量(liang)上限流速(sù),可直接采(cǎi)用。 三、其他(ta)需關注的(de)問題 1.在對(duì)氣體進行(hang)測量範圍(wei)核算時,切(qie)勿混淆工(gong)況體🚩積與(yǔ)💯标況🏃體積(jī),以免核算(suan)結果嚴重(zhòng)偏離,緻使(shǐ)流量計口(kǒu)徑規格選(xuan)擇錯誤。 2.大(dà)口徑1低流(liú)速的應用(yong)問題。由于(yú)K系數與渦(wo)街流量計(ji)流通管内(nèi)徑成反比(bi),對于相同(tóng)流速,呈現(xian)口徑規格(ge)越大,渦街(jie)頻🤟率越低(di)的規律。在(zai)選用DN200及以(yi)上口徑規(gui)格的滿管(guǎn)式㊙️渦街流(liú)🌈量計時,可(ke)能出現渦(wo)街頻率與(yu)流速波動(dong)頻率相近(jin)甚至相同(tong)的情形,緻(zhi)使渦街頻(pín)率難以正(zhèng)确識别,産(chan)生㊙️難以接(jiē)受的測量(liang)誤差,這🚶♀️種(zhǒng)情形出現(xiàn)🎯的✨概率随(suí)口徑規格(gé)的增大及(jí)流速的⛹🏻♀️降(jiang)低而升🔅高(gao),因此更易(yì)出現在大(da)口徑液體(ti)檢測的應(yīng)用之中,這(zhè)正是大🛀🏻多(duō)數制造商(shāng)不生産DN300以(yǐ)上規格滿(mǎn)管式渦街(jie)流量計的(de)原因。在選(xuǎn)用DN300以上口(kou)徑滿管式(shi)渦街流量(liang)計時,應向(xiang)制造商了(le)解應用🔆的(de)限制情況(kuang)。 四、結論 以(yi)上僅對渦(wo)街流量計(jì)選型過程(cheng)中,上/下限(xian)的核算提(tí)出了基本(ben)思路和方(fang)法,在實際(ji)工程應用(yòng)中,還.需要(yao)工程技術(shù)人員對渦(wō)街流量計(ji)的精度、性(xing)價比、使用(yòng)成本♌、安裝(zhuang)條件(包括(kuò)機械振💚動(dòng))以及技術(shu)支持等做(zuò)更深人的(de)分析。
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