摘要：介(jiè)紹電容式渦街流(liú)量計 的工作原理(lǐ)及其在空間環境(jìng)模拟設備液氮系(xi)統中的應用🏃🏻‍♂️情況(kuàng)。
1概述
　　液氮系統是(shì)空間環境模拟設(shè)備的一個主要分(fèn)系☂️統。試驗時,它給(gěi)真空容器内的熱(rè)沉輸送一定流量(liàng)的過冷液氮,使其(qi)産生一個穩定的(de)低溫背景。液氮📐系(xì)統的一個主要參(can)數就是液氮的流(liu)量.
　　在我國現有的(de)大型空間環境模(mo)拟設備如KM3、KM4中，其液(yè)氮系統都沒有安(ān)裝流量計,給液氮(dan)系統運行狀況的(de)分析和系統💛的操(cāo)作帶♍來了一定的(de)困難.在液氮📱系統(tong)中🌏也曾使💋用過 孔(kong)闆式流量計 和 渦(wō)輪流量計 ,但由于(yu)在液氮系統的啓(qǐ)動過程中,流體狀(zhuang)态較複雜,有液相(xiàng)、氣相或氣液兩相(xiang),使得上述兩種流(liú)量計🙇🏻都不能進行(háng)正🤟常工作,甚至使(shǐ)流量計損壞。
　　爲了(le)正确方便地測量(liàng)液氮的流量,所選(xuǎn)擇的流量計♋必須(xu)同時滿足兩個主(zhǔ)要條件:耐低溫(-200C);耐(nài)氣體沖擊.在KM3液氮(dan)系統中進㊙️行文丘(qiu)利管試驗時，采用(yong)了德🔱國E+H公司生産(chǎn)的☔電容式渦街流(liú)量計(SWINGWIRLII),取得了比較(jiào)滿意的試驗🐉結果(guo)。本文将詳細介紹(shào)該流量計的工作(zuo)🌐原理及其在試驗(yàn)中的應用情況。
2電(dian)容式渦街流計的(de)工作原理
　　電容式(shì)渦街流量計,可用(yong)來正确測量封閉(bi)管道中氣體🌈或液(ye)體🚶的流量,如圖1所(suǒ)示。其最大優點是(shi)沒有運動部件.測(cè)量✨時,管🍉道中的流(liú)體從三角形擋體(tǐ)(旋渦發生體)的正(zhèng)面流過,在該發生(sheng)體後面兩側周期(qi)性形成--系列的旋(xuan)渦，并交替分離開(kāi)來,依次向下遊♊流(liu)去，如圖2所示。當雷(léi)諾數Re大于3800時,旋渦(wo)的分離頻率⚽與管(guan)道中流體的平均(jun)流速成正比。圓柱(zhù)形差動開關電容(rong)(DSC)檢測元件位于旋(xuán)渦發生體的圓孔(kǒng)之中.由旋渦分離(li)引起的壓力脈沖(chong),通過發生體兩側(cè)橫孔傳到檢測⚽元(yuán)件.上，使檢測元件(jian)🐪産生微量的偏⛷️移(yi),并在其内部産生(sheng)相應的電容變化(hua).即把檢測元件檢(jian)⚽測到的旋渦壓力(li)脈沖轉換成電脈(mò)沖,然後經前置🙇‍♀️放(fang)大💃🏻器處理成爲直(zhí)流4~20mA矩形脈沖🌐信号(hào).再通過二次儀表(biao)将檢測到的脈沖(chong)信号換算成瞬❗時(shi)流量值或累積流(liu)量值.
 
3電容式渦街流量(liàng)計的應用
　　電容式(shì)渦街流量計的工(gong)作溫度範圍寬(-200~+400℃),測(ce)量範圍大(液體:0.3~2300m/h).而(ér)且由于沒有運動(dong)部件,所以不怕氣(qì)體沖擊.在規定的(de)範圍内,測量不受(shòu)介質的壓力溫度(du)、密🔞度和導電率等(děng)因素的📧影響.根🙇‍♀️據(jù)這種流量計的特(tè)點，我們作了第-次(ci)嘗試,将它應用于(yu)對大👨‍❤️‍👨型空間環境(jing)模拟設備液氮系(xi)統中液氮流量的(de)測量.
　　當在KM3空間環(huán)境模拟設備的液(ye)氮系統中進行文(wen)丘⭐利管試驗時,由(yóu)于需要液氮流量(liang)這個參數來對試(shì)✌️驗結果進⛱️行分析(xi).所以我們在液氮(dàn)泉的出口處安裝(zhuāng)了一❓台電容式渦(wo)街流量計,并配備(bei)了一台數顯👨‍❤️‍👨二次(cì)儀表.試驗時,從該(gai)流量計測得的數(shù)據是令人滿意的(de),給液氮系統運行(háng)狀況的分析♋及操(cāo)作提供了可靠依(yī)據、下面列舉試驗(yàn)中的幾種情況:
a.液(yè)氮系統預冷時,由(you)于管内存在氣液(yè)兩相,所以流量計(jì)🔆測得的數據不穩(wěn)定,但可以定性地(dì)說明有一定量✌️的(de)液氮流過.
b.當液氮(dàn)系統完成預冷,啓(qi)動液氮泵時,由于(yú)有時預㊙️冷不充分(fèn),産生了氣堵。雖然(ran)液氮泵運轉,系統(tǒng)的壓力升高,但🍓液(ye)氮并不流動,隻能(néng)停機重新預冷.以(yǐ)前隻能憑經驗來(lái)判斷這種情況,安(an)裝了渦街流量計(ji)後,從流量🐪計上可(kě)以清楚的看到，此(ci)時的讀數爲零。如(rú)果液氮泵正常啓(qǐ)動後,流量計的讀(dú)數快速增大,并達(dá)到一穩定值時,則(ze)證明系統啓動成(chéng)功.
c.試驗過程中,我(wǒ)們還做了通過改(gai)變系統的壓力來(lái)觀測流量變化的(de)測試工作。當液氮(dan)系統的壓力不低(dī)于其飽和蒸汽壓(yā)力時,降低或升高(gao)系統的壓力,泵的(de)揚程不變,流量也(ye)不改變。此時測得(de)的流量值爲16m³/n,與泵(bèng)的額定流量值相(xiang)等。當✂️壓力低于其(qí)對應飽和蒸汽壓(ya)時液氮泵出現氣(qì)蝕現象,流量降低(di),試驗🥰測得的流量(liang)值爲8m³/h,這種結果與(yǔ)❗理論上是完全符(fú)合的.
4結論
　　電容式(shì)渦街流量計用于(yu)對空間環模設備(bèi)中液氨流量🥵的😘測(cè)量在國内還是首(shǒu)次.試驗結果表明(míng)該流🛀🏻量計能正✉️确(què)地測量液氮系統(tong)的流量,反映出液(ye)氮系統的運行狀(zhuàng)況,因此給液氮系(xi)統的操作提供了(le)✊可靠的依據。而且(qiě)其安裝簡便♋,壓力(li)損失小,非常适💋用(yòng)于大型空間環境(jing)模拟設備中液氮(dan)系統的流量測量(liàng).

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