摘 要(yào):漩渦流量(liàng)計
和
轉子(zi)流量計
是(shì)兩種在工(gong)業生産中(zhong)應用比較(jiao)廣泛的流(liú)量計,根據(ju)這兩種流(liu)量計的工(gong)作原理,結(jié)合實踐工(gong)作經驗,總(zǒng)結其各自(zì)特☂️點及使(shi)用注意事(shì)項,對工業(yè)生産中流(liú)量計的選(xuan)擇與使用(yòng)🏃♀️具有一定(dìng)的借鑒作(zuò)用。
在工業(yè)生産中,由(you)于流量是(shì)一種重要(yao)的工藝參(cān)數,因此💛,流(liu)量計被廣(guang)泛應用。随(sui)着科學技(ji)術的不斷(duan)發展,不斷(duan)有新型📐流(liú)量計出現(xian),漩渦流量(liang)計和轉子(zǐ)流量計就(jiu)是其中💰的(de)兩種。這兩(liǎng)種流量計(jì)在流量測(cè)量中占有(yǒu)較🛀大比重(zhong),發揮着重(zhong)要作用。但(dan)是⚽,由于各(ge)自💜工作原(yuan)理和結構(gòu)不同,如果(guǒ)選擇、使用(yong)不當,這兩(liang)種流量計(ji)在實際👨❤️👨使(shi)用過程中(zhōng),也會出現(xian)一些問題(ti)[1]。下面從工(gōng)作原理和(hé)使用兩個(gè)方面對這(zhe)兩種流量(liàng)計進行分(fèn)析、比較。
1 兩(liang)種流量計(jì)的工作原(yuan)理
1.1 轉子流(liú)量計
轉子(zi)流量計又(yòu)稱
浮子流(liu)量計
,是以(yǐ)浮子在垂(chuí)直錐形管(guǎn)中随着流(liu)量變化而(ér)升降,改變(biàn)🐇它們之間(jiān)形成的流(liú)通環隙面(miàn)積來進行(háng)測量🔞的體(ti)積流㊙️量儀(yi)表[2]。
轉子流(liú)量計測量(liang)部分基本(běn)上由兩個(ge)部分組成(cheng),一個是由(yóu)下往🏒上逐(zhu)漸擴大的(de)錐形管;另(ling)一個是放(fang)在錐形管(guǎn)内可自由(you)運動的🔱轉(zhuǎn)子。有時采(cǎi)用錐形浮(fú)子🤟和安裝(zhuāng)在金屬管(guǎn)内的孔闆(pǎn)相🧑🏽🤝🧑🏻互配合(hé)。工作時,被(bèi)測流體(氣(qi)體或液體(tǐ))由錐形管(guǎn)下端進入(ru),沿錐形管(guan)向上運動(dòng),流過轉子(zǐ)與錐形✔️管(guan)之間的環(huán)隙,再從錐(zhuī)形管上端(duān)流出。當⭐流(liu)體流過錐(zhuī)形管時,位(wei)于錐形管(guǎn)中的轉子(zǐ)受✌️到一個(gè)向上的🌏力(li),使轉子浮(fu)起。當這個(gè)力正好等(deng)于浸沒在(zai)流體裏的(de)轉子重力(lì)(即等于轉(zhuan)子重量減(jian)去流體對(dui)轉子的浮(fú)力)時,則作(zuò)用在轉子(zi)上🈲的上下(xià)兩個力達(dá)到平衡,此(ci)時轉子就(jiù)停浮在一(yī)定🌈的高度(du)上。假☀️如被(bei)測流體的(de)流量突然(ran)由小變大(da),作用在轉(zhuǎn)子上的力(li)就加大,所(suǒ)以🈲轉子就(jiu)上升。當流(liú)體作用在(zai)轉💁子上的(de)力再次等(děng)于轉子在(zai)流體中的(de)重🌈力時,轉(zhuǎn)子又穩📐定(ding)在一個新(xīn)的高度。這(zhe)樣,轉子在(zài)錐形管中(zhōng)的平衡位(wèi)置的高低(dī)與被測介(jie)👨❤️👨質的流量(liàng)大小相🧑🏾🤝🧑🏼對(dui)應。轉子平(ping)衡位置的(de)高低采用(yòng)磁耦合方(fang)式傳遞出(chu)來,然後通(tong)過放大💔器(qì)轉換成4~20mA輸(shū)出,這就是(shì)轉子流量(liàng)計測量流(liu)量的基本(ben)原理。
轉子(zi)流量計結(jie)構簡單、工(gōng)作可靠、價(jia)格低、反應(ying)快、使用維(wei)護方便。主(zhu)要适用于(yú)中小管徑(jing)、低流速和(hé)較低雷諾(nuò)數的單相(xiang)液體🍉或氣(qi)體的中小(xiao)流量測量(liàng)。缺點是由(you)于其浮子(zǐ)爲可動部(bù)件,當流體(tǐ)流速超過(guo)一定🌈值或(huò)介質⭐壓力(li)不穩❤️時,浮(fú)子穩定性(xìng)變差,容易(yi)産生振蕩(dang)。
1.2 漩渦流量(liàng)計
漩渦流(liú)量計又稱(cheng)
渦街流量(liàng)計
。它可以(yǐ)用來測量(liang)各種管道(dào)中的液體(ti)、氣體、蒸汽(qi)的💁流量,是(shi)目前工業(yè)控制、能源(yuan)計量及節(jiē)能管理中(zhōng)常♌用的新(xīn)型流量儀(yi)表。漩渦流(liu)量計是利(lì)用有規則(zé)的漩渦剝(bāo)離現象來(lái)測量流體(ti)流量的儀(yí)✌️表。在流體(tǐ)中垂直插(cha)入一個非(fēi)流☔線型的(de)柱狀物(圓(yuán)柱🐆或三角(jiǎo)柱🏃🏻♂️)作爲漩(xuán)渦發生體(ti),如圖1所示(shi)。當雷諾數(shù)🚩達到一定(ding)數值時,會(hui)在柱狀物(wù)的下遊處(chu)産生如圖(tú)所示的兩(liang)列不對稱(chēng)但有規律(lǜ)♻️的交替漩(xuan)渦,該漩渦(wō)渦列通常(cháng)是不穩定(dìng)的。當兩漩(xuan)渦渦列之(zhi)間的距離(li)h和同列的(de)兩漩渦之(zhī)間的距離(li)L之比滿足(zu)h/L=0.281時,所産生(shēng)的非對✉️稱(cheng)漩🙇🏻渦列才(cái)能達到穩(wěn)🤟定,像這樣(yàng)的漩渦渦(wō)列稱爲卡(ka)曼🍉渦列。
式(shi)中:f———單列漩(xuán)渦産生的(de)頻率(Hz);v———流體(tǐ)平均流速(sù)(ms);d———圓柱直徑(jìng)❓(m);St———斯特勞哈(ha)爾系數(當(dāng)雷諾數Re=5×102~1.5×105,St=0.2)。
由(yóu)(1)式可知,當(dang)St近似爲常(cháng)數時,漩渦(wō)産生的頻(pín)率f與流體(tǐ)的平均♉流(liú)速成正比(bi),測得f即可(ke)求得體積(ji)流量Q。
漩渦(wo)流量計的(de)優點是精(jing)确度高、測(ce)量範圍寬(kuan)、沒有運動(dòng)部件、無📐機(ji)械磨損、維(wei)護方便、壓(yā)力損失小(xiǎo)、節能效果(guo)明顯,缺點(dian)是其中的(de)漩渦頻率(lǜ)檢測傳感(gan)器容易受(shou)周圍其他(tā)振源的影(yǐng)響,産💜生誤(wu)差[3]。
2 應用實(shi)例
實例1:某(mǒu)公司新上(shang)三套流量(liang)測量裝置(zhì),流量計選(xuan)用轉子流(liú)❌量🔴計。投用(yong)伊始,流量(liàng)計的轉子(zi)就時常出(chū)現劇烈振(zhèn)動,導緻生(shēng)産裝置⛷️壓(ya)力波動、防(fang)爆膜炸裂(liè)、裝置停車(chē),經濟損失(shī)嚴重。爲解(jiě)決🏃♀️這一問(wèn)題,儀表技(ji)術人員對(duì)生❓産工藝(yì)及‼️流量計(jì)進行了仔(zai)細分析和(hé)測試,最終(zhong)找到了儀(yi)表不能正(zhèng)常工作的(de)原因是由(yóu)于被測介(jie)質壓力不(bu)穩,導緻轉(zhuan)子✏️流量計(ji)轉子振蕩(dàng)。針對這一(yi)問題,技術(shù)人員決定(ding)采用無可(kě)動部件的(de)漩渦流量(liàng)計取代轉(zhuǎn)子🔴流量計(jì)。将改進後(hou)的❌系統投(tou)入使用,取(qu)得了十分(fèn)滿意的效(xiào)果❓。
實例2:某(mǒu)公司使用(yong)若幹台漩(xuán)渦流量計(jì)測量介質(zhi)流量,其中(zhōng)兩台測量(liàng)值誤差經(jīng)常比較大(da)。經過仔細(xi)分析研究(jiu)發現,這⛹🏻♀️兩(liang)台流量計(jì)附近均有(yǒu)較強振動(dòng)源,振動源(yuán)振動導♊緻(zhi)漩渦流量(liàng)計的漩渦(wo)檢測傳感(gan)器産生誤(wù)測。消除振(zhèn)動源後,流(liú)量計恢複(fu)正常工作(zuo)。
3 結論
從對(dui)這兩種流(liú)量計工作(zuò)原理的分(fèn)析以及生(shēng)産實踐得(de)出❤️結論:
(1)如(ru)果被測介(jiè)質壓力不(bú)穩或流速(su)較快,在選(xuan)擇流量計(jì)時盡量選(xuǎn)擇無可動(dong)部件的流(liu)量儀表,如(rú)轉子流量(liàng)計,以免産(chǎn)生振蕩,損(sǔn)壞♋儀表,影(yǐng)響生産。
(2)對(dui)于管路振(zhèn)動較嚴重(zhòng)的場合,應(yīng)盡可能避(bi)免使用漩(xuan)渦流量⭐計(jì)。
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