[摘要(yao)]配蒸汽(qi)流量測(ce)量中孔(kong)闆和渦(wo)街流量(liang)計 是比(bi)較常見(jian)的兩種(zhong)測量元(yuan)件，在實(shi)際應用(yong)中根據(ju) 應用🎯場(chang)所環境(jing)等不同(tong)，孔闆和(he)渦街流(liu)量計各(ge)有優缺(que)點。
　　蒸汽(qi)的流量(liang)測量方(fang)法按工(gong)作原理(li)劃分，可(ke)分爲直(zhi)接式質(zhi)量流量(liang)計和間(jian)接式質(zhi)量流量(liang)計，在工(gong)業企業(ye)中蒸汽(qi)的測量(liang)多采用(yong)間接式(shi)，其中 節(jie)流式差(cha)壓流量(liang)計 和渦(wo)街流量(liang)計是主(zhu)流。這兩(liang)種流量(liang)計在測(ce)量中各(ge)有優缺(que)點，如差(cha)壓流量(liang)計以 孔(kong)闆流量(liang)計 爲例(li)，其範圍(wei)度廣，穩(wen)定性好(hao);而渦街(jie)流量計(ji)的優越(yue)性是孔(kong)闆式⭐流(liu)量計所(suo)不具備(bei)的，尤其(qi)是在蒸(zheng)汽參數(shu)偏離設(she)計值時(shi)，其測量(liang)🔅誤差遠(yuan)小于孔(kong)闆式流(liu)量計的(de)測㊙️量。本(ben)文♋将對(dui)兩種流(liu)量計在(zai)實際應(ying)用中的(de)🏃🏻優缺點(dian)進‼️行詳(xiang)細的對(dui)比分析(xi)。
1、孔闆式(shi)流量計(ji)
　　孔闆流(liu)量計是(shi)差壓式(shi)流量計(ji)的一種(zhong)。簡單的(de)說。流體(ti)流經.一(yi)個收縮(suo)截面，測(ce)量通過(guo)此截面(mian)的差壓(ya)。根🏒據丹(dan)💃🏻尼爾🌈.伯(bo)努利在(zai)🔞1738年的研(yan)究工作(zuo),流體經(jing)過孔闆(pan)的速度(du)和其壓(ya)力損失(shi)的平方(fang)根成比(bi)✨例關系(xi)。
1.1孔闆流(liu)量計的(de)測量原(yuan)理
　　充滿(man)管道的(de)流體，當(dang)它們流(liu)經管道(dao)内的節(jie)流裝置(zhi)時，流束(shu)将在🙇‍♀️節(jie)流裝置(zhi)的節流(liu)件處形(xing)成局部(bu)收縮，從(cong)而使流(liu)📞速增加(jia)，靜壓力(li)低，于是(shi)在節流(liu)件前後(hou)便産生(sheng)了壓力(li)降，即壓(ya)差,介質(zhi)流動的(de)流量越(yue)大，在節(jie)流件前(qian)後✍️産生(sheng)的壓差(cha)就越大(da)，所以孔(kong)闆流量(liang)計可以(yi)通過測(ce)量壓差(cha)來衡量(liang)流體流(liu)量的‼️大(da)小。這種(zhong)測量方(fang)法是以(yi)能㊙️量守(shou)衡定律(lü)和流動(dong)連續性(xing)定💘律爲(wei)💁基準的(de)。
 
1.2孔(kong)闆流量(liang)計的安(an)裝條件(jian)
①标準孔(kong)闆的中(zhong)心線應(ying)當與管(guan)道中心(xin)線同軸(zhou)。
②孔闆流(liu)量計安(an)裝時應(ying)配有一(yi)-段測量(liang)管,至少(shao)保持前(qian)10DN、後5DN的等(deng)徑直管(guan)段，以提(ti)高測量(liang)精度。
③引(yin)壓管路(lu)的内徑(jing)與管路(lu)長度和(he)介，質髒(zang)污程度(du)有關，通(tong)常在16米(mi)以内用(yong)内徑爲(wei)8-12mm的管子(zi)。
④引壓管(guan)路應有(you)牢固的(de)支架托(tuo)承，兩根(gen)取壓管(guan)路應盡(jin)可能互(hu)相靠近(jin)并遠離(li)熱源或(huo)震動源(yuan)，測量水(shui)蒸汽流(liu)量時,應(ying)，用保溫(wen)材料--同(tong)包紮，必(bi)須時(如(ru)氣溫0°C以(yi)☎️下)加伴(ban)熱管防(fang)止結冰(bing)。在測量(liang)💯髒污流(liu)量時，應(ying)附設隔(ge)離器或(huo)📱沉降器(qi)。
⑤引壓管(guan)路内必(bi)須始終(zhong)保持單(dan)相.流體(ti)狀态。被(bei)測流體(ti)是液體(ti)時，引壓(ya)管路内(nei)全部是(shi)液相，絕(jue)對不能(neng)有氣泡(pao)。爲此應(ying)在引壓(ya)管路的(de)最低點(dian)裝排水(shui)閥或在(zai)最高點(dian)裝排氣(qi)閥，在新(xin)裝或檢(jian)修 差壓(ya)變送器(qi) 時時應(ying)特别注(zhu)意。
1.3孔闆(pan)流量計(ji)的優缺(que)點
孔闆(pan)流量計(ji)的優點(dian):
①應用最(zui)多的孔(kong)闆式流(liu)量計結(jie)構牢固(gu),性能穩(wen)定可靠(kao),使用壽(shou)命長;
②檢(jian)測件與(yu)變送器(qi)、顯示儀(yi)表分别(bie)由不同(tong)廠家生(sheng)産,便于(yu)規模❤️經(jing)濟生.産(chan)。
孔闆流(liu)量計的(de)缺點:
①測(ce)量精度(du)偏低;
②量(liang)程比小(xiao)，一般僅(jin)爲1:3~1:5;
③現場(chang)安裝要(yao)求高;
④壓(ya)損大。
⑤冬(dong)季需保(bao)溫處理(li)，易凍。
2、渦(wo)街流量(liang)計
　　渦街(jie)流量計(ji)利用一(yi)個非線(xian)性的發(fa)生體放(fang)置在管(guan)道内，流(liu)體流經(jing)鈍體時(shi)會在其(qi)尾部産(chan)生有規(gui)則的旋(xuan)渦💋。這些(xie)旋渦可(ke)以檢測(ce)🌈、計算和(he)顯示。在(zai)一-定流(liu)量範圍(wei)内，渦街(jie)産☎️生的(de)數⭐量與(yu)流體的(de)體積流(liu)量成比(bi)例，這樣(yang)就可以(yi)測得流(liu)體的速(su)度。
2.1渦街(jie)流量計(ji)工作原(yuan)理
　　在流(liu)體中設(she)置旋渦(wo)發生體(ti)，則從旋(xuan)渦兩側(ce)交替産(chan)生🈲有規(gui)則的☂️旋(xuan)渦，這種(zhong)旋渦稱(cheng)爲卡門(men)旋渦，如(ru)圖2所😍示(shi)，旋渦列(lie)在旋渦(wo)發生體(ti)下遊非(fei)對稱地(di)排列。
 
　　旋(xuan)渦流量(liang)計是根(gen)據卡門(men)渦街原(yuan)理測量(liang)氣體、蒸(zheng)汽或液(ye)體的體(ti)♌積流量(liang)、标況的(de)體積流(liu)量或質(zhi)量流量(liang)的體積(ji)流量計(ji)。并可作(zuo)爲流量(liang)變送器(qi)應用與(yu)自動化(hua)控制系(xi)統中。
2.2渦(wo)街流量(liang)計的安(an)裝要求(qiu)
①避免安(an)裝在有(you)機械振(zhen)動的管(guan)道上。當(dang)振動不(bu)可避免(mian)🌈時，應考(kao)慮在距(ju)傳感器(qi)前後約(yue)2DN處的直(zhi)管段.上(shang)加固定(ding)👈支撐架(jia);
②流量計(ji)上下遊(you)必須有(you)足夠的(de)直管段(duan)，-*般爲前(qian)10D後5D;
③安裝(zhuang)點上下(xia)遊的配(pei)管應與(yu)傳感器(qi)同心，同(tong)軸偏差(cha)應不💯小(xiao)于0.5DN;
④根據(ju)測量的(de)需要，需(xu)在傳感(gan)器附近(jin)測量壓(ya)力和溫(wen)度時，測(ce)壓點應(ying)在傳感(gan)器下遊(you)的3-5D處，測(ce)溫點應(ying)在傳⁉️感(gan)器下遊(you)的6-8D處。
2.3渦(wo)街流量(liang)計的優(you)缺點
渦(wo)街流量(liang)計的優(you)點:
①量程(cheng)比大，可(ke)達到1:20;
②無(wu)運動部(bu)件;
③低阻(zu)流。
渦街(jie)流量計(ji)的缺點(dian):
①振動容(rong)易引起(qi)誤差;
②直(zhi)管段距(ju)離要求(qiu)嚴格。
3、實(shi)際應用(yong)中孔闆(pan)與渦街(jie)流量計(ji)測量誤(wu)差比較(jiao)
3.1孔闆流(liu)量計計(ji)量誤差(cha)分析
　　差(cha)壓式流(liu)量計是(shi)利用流(liu)體的動(dong)靜壓能(neng)轉換原(yuan)理進行(hang)🏃🏻流量測(ce)量的，這(zhe)一-差壓(ya)與流體(ti)流量存(cun)在如下(xia)關系:
 
　　式(shi)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(xi)數;e爲流(liu)束膨脹(zhang)系數;△e爲(wei)差壓，Pa;Q爲(wei)工況條(tiao)件下被(bei)🛀🏻測流體(ti)的密度(du)，kg/m³;d爲工況(kuang)條件下(xia)的節流(liu)開孔直(zhi)徑，mm。由(1)式(shi)和(2)式可(ke)以看出(chu)，被測流(liu)體的流(liu)量是流(liu)體的密(mi)度和孔(kong)闆前後(hou)差壓的(de)函數。當(dang)測得某(mou)一差壓(ya)時，由于(yu)所測流(liu)體的密(mi)度不同(tong)，所代表(biao)的流量(liang)是不同(tong)的，隻有(you)當流體(ti)的密度(du)值等于(yu)孔闆設(she)計條件(jian)中的密(mi)度值時(shi)，差壓才(cai)能真實(shi)反映所(suo)測的流(liu)㊙️量。蒸汽(qi)從發生(sheng)到使用(yong)，由于熱(re)損耗，溫(wen)度和壓(ya)力的下(xia)降是不(bu)可避免(mian)的，導緻(zhi)其密度(du)與設計(ji)值的差(cha)異，從而(er)産生了(le)誤差，并(bing)且随着(zhe)蒸汽參(can)數的波(bo)動而波(bo)動，實際(ji)測量時(shi)隻能通(tong)過溫壓(ya)補償來(lai)修正，補(bu)償公式(shi)的嚴謹(jin)性直🔆接(jie)影響測(ce)量誤差(cha)。
3.2渦街流(liu)量計計(ji)量誤差(cha)分析
　　渦(wo)街流量(liang)計是利(li)用振動(dong)原理進(jin)行測量(liang)的，在流(liu)體中，在(zai)流動🔞的(de)🛀垂直方(fang)向插入(ru)發生體(ti)，流體流(liu)經時在(zai)其下遊(you)兩側交(jiao)😘替産生(sheng)兩列卡(ka)門渦街(jie)，卡門渦(wo)街的發(fa)生頻率(lü)存在一(yi)定的雷(lei)諾數範(fan)圍與流(liu)體的流(liu)速有關(guan)，并呈正(zheng)線性關(guan)系。其關(guan)系式如(ru)下:
 
　　式中(zhong):f爲渦街(jie)頻率，Hz;S,爲(wei)斯特羅(luo)哈爾常(chang)數(無量(liang)綱);v爲流(liu)體經😍過(guo)發生‼️體(ti)時的平(ping)均流速(su)，m/s;d爲發生(sheng)體的特(te)征寬🚩度(du),m。
　　在實際(ji)測量中(zhong)，一台制(zhi)造完成(cheng)的渦街(jie)流量計(ji)其發生(sheng)體的特(te)征寬度(du)是一定(ding)固定不(bu)變的。由(you)此看見(jian)，卡門渦(wo)街的頻(pin)率在--定(ding)的雷諾(nuo)數範圍(wei)内隻與(yu)流體的(de)平均流(liu)速有關(guan)，與流體(ti)的密度(du)、粘度等(deng)物理參(can)數基本(ben)無關。隻(zhi)要測得(de)了渦街(jie)和發🏃生(sheng)體處的(de)🥵流通面(mian)積❗即可(ke)測得流(liu)過發生(sheng)體兩側(ce)流體的(de)體積流(liu)量,其體(ti)積流量(liang)關系式(shi)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(wo)街發生(sheng)🌈體兩側(ce)弓形面(mian)積與管(guan)道橫截(jie)面面積(ji)之比;d爲(wei)渦街發(fa)生體迎(ying)面寬👉度(du)，m;D爲表體(ti)通徑，n;f爲(wei)渦街頻(pin)率，Hz。由.上(shang)式可以(yi)看出，在(zai)式中沒(mei)有涉及(ji)流♉體的(de)任何物(wu)理參數(shu)🚶‍♀️。所以在(zai)常😄規使(shi)用中，一(yi)台渦街(jie)流量計(ji)無論用(yong)于何種(zhong)流體測(ce)量,隻要(yao)雷諾數(shu)2×104-7×106範圍内(nei),就能得(de)到穩定(ding)的🍉流量(liang)系數。隻(zhi)要測得(de)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(ji)流量。這(zhe)一點完(wan)全不同(tong)于差壓(ya)式流量(liang)計在流(liu)體🚩參數(shu)偏離設(she)計值時(shi)便産生(sheng)很大誤(wu)差的情(qing)況。
4、結束(shu)語
　　通過(guo)實際應(ying)用過程(cheng)中問題(ti)可發現(xian)，在蒸汽(qi)測量中(zhong)，渦街安(an)裝📐方便(bian)而孔闆(pan)流量計(ji)需要配(pei)套差壓(ya)變送器(qi)、引壓管(guan)、 三組閥(fa) 等附件(jian)使用，且(qie)因爲冷(leng)凝水測(ce)量，在冬(dong)季使用(yong)引壓管(guan)易凍結(jie)⁉️，造成測(ce)量誤差(cha)。且在運(yun)行方面(mian)，渦街後(hou)期基本(ben)不需要(yao)維護，而(er)孔闆由(you)于成銳(rui)角邊緣(yuan)易磨損(sun)，需定期(qi)💔維護，分(fen)體式結(jie)構還需(xu)🔅定期對(dui)引壓管(guan)排污，綜(zong)上所述(shu)🈲，工業企(qi)業中非(fei)特殊惡(e)劣環境(jing)下，建議(yi)蒸🍉汽測(ce)量優先(xian)選用渦(wo)街流量(liang)計,更好(hao)滿足測(ce)量需求(qiu)🈲。

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