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

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