涡街流量计作为一种重要的流量测量仪表,**应用于石油、化工、冶金、电力、轻工、医药等行业。它利用流体力学中的卡门涡街原理,测量流体通过管道产生的漩涡频率,进而计算出流量。本文将深入探讨涡街流量计频率和流量的关系,并介绍其应用、优缺点以及选型要点。
涡街流量计的工作原理基于卡门涡街现象。当流体流经非流线型物体(如涡街发生体)时,会在其后方交替产生两列非对称的漩涡,称为卡门涡街。漩涡的产生和脱落频率与流体的流速成正比,即流速越快,漩涡的频率越高。
涡街流量计通常由涡街发生体、检测元件和信号转换器组成。流体流经涡街发生体产生漩涡,检测元件(如压电晶体)感应漩涡产生的压力脉动信号,并将其转换为电信号。信号转换器将电信号放大、整形、滤波,并计算出漩涡频率,进而根据预先设定的关系式计算出流体的流量。
涡街流量计的频率与流量呈线性关系,可以用以下公式表示:
Q = f * K / (1 + α * √(Re))
其中:
Q:流量 f:漩涡频率 K:仪表常数,由制造商标定 α:流出系数,与流体性质和管道形状有关 Re:雷诺数,表征流体的流动状态从公式中可以看出,在一定条件下,流量与漩涡频率成正比。仪表常数K由制造商在特定条件下对流量计进行标定得到,用户无需进行修正。流出系数α和雷诺数Re则需要根据实际情况进行计算或查表获得。
涡街流量计具有以下优点:
精度高:一般情况下,涡街流量计的精度可以达到±0.5%~±1.0%。 量程比宽:涡街流量计的量程比可达1:10甚至更高,能够适应较宽的流量测量范围。 压力损失小:与孔板、喷嘴等节流式流量计相比,涡街流量计的压力损失较小。 安装维护方便:涡街流量计结构简单,安装方便,维护量小。然而,涡街流量计也存在一些缺点:
对直管段要求高:为了保证测量精度,涡街流量计需要在安装位置前后预留足够长的直管段。 抗振动性能较差:涡街流量计易受管道振动的影响,导致测量误差增大。 不适用于低雷诺数流体:当雷诺数较低时,涡街流量计的测量精度会下降。涡街流量计**应用于以下领域:
石油化工行业:测量原油、天然气、成品油、化工原料等介质的流量。 冶金行业:测量高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气等介质的流量。 电力行业:测量蒸汽、水、压缩空气等介质的流量。 轻工、食品行业:测量各种液体和气体的流量。 环保行业:测量污水、废气等介质的流量。选择涡街流量计应根据具体应用场合,考虑以下因素:
被测介质的性质:包括介质的种类、温度、压力、粘度、密度、腐蚀性等。 流量测量范围:根据实际需求选择合适的量程。 管道尺寸和材质:根据管道尺寸选择合适口径的流量计,并注意材质的兼容性。 安装环境:考虑现场的温度、湿度、振动等因素,选择合适的防护等级和安装方式。 精度要求:根据测量精度要求选择不同等级的流量计。 价格和维护成本:综合考虑流量计的性能、价格以及后续的维护成本。涡街流量计作为一种成熟可靠的流量测量仪表,在各个行业中发挥着重要作用。准确理解涡街流量计频率和流量的关系,掌握其特点、应用和选型要点,对于保证测量精度、提高生产效率、降低成本具有重要意义。