旋進旋渦流量計測量原理與計算公式

旋進旋渦流量計測量原理與計算公式

  旋進旋渦氣體流量計的測量原理，流體進入流量計時，先被起旋器導(dǎo)流后發(fā)生螺旋流動，在收縮段，由導(dǎo)流葉片提供的角動能被保存，并使角速度增加形成如圖所示的螺旋流，檢出元件處的螺旋流頻率與流體流量成正比。然后，流體進入擴散段，并圍繞軸向的返流，最后經(jīng)消旋器消除旋渦并流出。可以看到，由于起旋器引入的角速度，使流體經(jīng)起旋器后的流速從u增加到uA，中心旋渦速度UTI，管壁為UT2。在擴散段，出現(xiàn)返流，流體從管軸中心返流到管壁，流速下降到零，而壓力p2增大到最大。

受周圍約束，旋流通過截面積擴大的管段時，產(chǎn)生旋渦旋進流動，即旋渦中心軸作進動，進動頻率與流體流速成正比。因此根據(jù)進動頻率確定流體流量。

返流的流體需再轉(zhuǎn)換為向前的流動，從而使流量通過的流通面積減小。流通有效面積Ae是測量面噴嘴直徑D與返流無效面直徑D。的函數(shù)，即:

測量面角速度為w=2πf=utana/R。式中，u是測量面軸向流體流速;a是旋渦發(fā)生體的葉片夾角;R是測量面噴嘴半徑，R=D/2;f是頻率;w是角速度。因此，儀表系數(shù)K可表示為:

可見，旋進旋渦氣體流量計儀表系數(shù)與葉片夾角a的正切成正比，與有效流通面積Ae和測量面噴嘴直徑D成反比。隨流體流量變化，有效流通面積變化，因此，一定測量范圍內(nèi)儀表系數(shù)可穩(wěn)定在某值。

對液體流體，其測量范圍從0.2~2m3/h，直到180-1800m3/h.對氣體流體，其測量范圍從5~25m3/h，直到1000~20000m3/h。液體的測量范圍度約為30:1，氣體的測量范圍度在5：1到20：1。

 液體流體測量的頻率范圍從100Hz(DN20)到13Hz(DN400);氣體流體測量的頻率范圍從1200Hz(DN20)到150Hz(DN400)。儀表精度±0.5%。液體流體流速最大6m/s，氣體流體流速可達50m/s。

 對液體流量測量，應(yīng)防止產(chǎn)生氣穴(空化)。最大流量時，流量計下游最低工作壓力計算如下:

                            p=(2.6-2.7)△p+1.3p。                   

  式中，△p是壓力損失，KPa;p。是工作溫度下被測液體絕對飽和蒸汽壓，kPa。

三、結(jié)構(gòu)
流量計由傳感器和轉(zhuǎn)換顯示儀組成。
1、傳感器包括旋渦發(fā)生器、檢測元件、整流器和殼體。
旋渦發(fā)生器由特定螺旋形葉片組成，它固定在殼體收縮段前端，強迫流體產(chǎn)生強烈的旋渦流。
檢測元件安裝在靠近擴張管的喉部，用熱敏、壓電、應(yīng)變、電容或光纖等檢測元件可測出旋渦進動的頻率信號。
整流器固定在流量計表體出口，其作用是消除旋渦流，以減小下游流態(tài)對儀表測量的影響。
殼體設(shè)計成一定形狀的流道，使旋渦形成，固定和保護安裝在內(nèi)部的零部件，并通過法蘭與管道相連接。
2、轉(zhuǎn)換顯示儀
由壓電傳感器檢測到的微弱電壓信號經(jīng)過放大、濾波、整形后，變成頻率與流量成正比的脈沖信號，然后由顯示儀計數(shù)顯示。顯示儀配有外輸接口，輸出各種信號。對測量的氣體介質(zhì)可進行溫度和壓力的補償，轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積流量，并顯示。