摘要(yào)：介紹電容式(shì)渦街流量計(ji) 的工作原理(lǐ)及其在空間(jian)環境模拟設(shè)備液氮系統(tong)中的應用🐉情(qíng)況。
1概述
　　液氮(dàn)系統是空間(jian)環境模拟設(shè)備的一個主(zhu)要分系統🔞。試(shi)驗時,它給真(zhēn)空容器内的(de)熱沉輸送一(yi)定流量的過(guo)冷液氮,使其(qí)産生一✌️個穩(wěn)定的低溫背(bei)景。液氮系統(tong)的一個主⭐要(yào)參數🍓就是液(yè)氮的流量.
　　在(zài)我國現有的(de)大型空間環(huan)境模拟設備(bei)如KM3、KM4中，其液氮(dàn)系統都沒有(you)安裝流量計(jì),給液氮系統(tong)運行狀況的(de)分析和系統(tǒng)的操作帶來(lai)了一定的困(kùn)難.在液氮系(xi)統中也曾使(shǐ)用過 孔闆式(shì)流量計 和 渦(wō)輪流量計 ,但(dan)由于在液氮(dàn)系統的啓動(dong)過程中,流體(ti)狀态較複雜(za)✌️,有液相、氣相(xiàng)或氣液兩相(xiang),使得上述兩(liǎng)種流量計💜都(dōu)不能進行正(zheng)常工👄作,甚至(zhì)使流量計損(sun)壞。
　　爲了正确(què)方便地測量(liàng)液氮的流量(liang),所選擇的流(liu)量計必須同(tong)時🙇🏻滿足兩個(ge)主要條件:耐(nài)低溫(-200C);耐氣體(ti)沖📞擊.在KM3液氮(dàn)系統👅中進行(háng)文丘利管試(shì)驗時，采用了(le)德國E+H公司🚶‍♀️生(sheng)産的🌈電容式(shi)渦街流⭐量計(ji)(SWINGWIRLII),取得了比較(jiào)滿意的試驗(yan)結果。本文将(jiāng)詳細介紹該(gāi)流量💋計的工(gōng)作原理及其(qí)在試驗中的(de)應用情況。
2電(diàn)容式渦街流(liú)計的工作原(yuan)理
　　電容式渦(wō)街流量計,可(ke)用來正确測(ce)量封閉管道(dào)中👌氣🆚體或液(yè)體的流量,如(ru)圖1所示。其最(zuì)大優點是沒(mei)有運動部件(jian)🤟.測量時,管道(dao)中的流體從(cong)三角形擋體(tǐ)(旋渦發生體(tǐ))的正面流過(guo),在該發生體(tǐ)後面兩側周(zhou)期性形成--系(xì)✉️列的旋渦，并(bìng)交替分🌍離開(kai)來,依次向下(xia)遊流去，如圖(tú)2所示。當雷諾(nuò)數Re大于3800時,旋(xuan)渦的分離頻(pín)率與管道中(zhōng)流體的平均(jun)流速成正比(bǐ)。圓柱形差動(dòng)開關電容(DSC)檢(jiǎn)測元件位于(yu)旋渦發生體(ti)的圓孔之中(zhong).由💁旋渦分離(lí)引起的壓☀️力(li)脈沖,通過發(fa)生㊙️體兩側橫(heng)孔傳到檢測(cè)元件.上，使檢(jian)測元件産生(shēng)微量的偏移(yí),并在其内部(bù)産生相應的(de)電容變化.即(ji)把檢🥰測元件(jiàn)檢📐測到的旋(xuán)渦壓力脈沖(chòng)轉換成電脈(mo)沖,然後經前(qián)置👅放大器處(chu)理成爲直流(liú)4~20mA矩形脈沖信(xìn)号.再通過二(er)次儀表将檢(jian)測到的脈沖(chong)信号換算成(chéng)瞬時🌏流量值(zhi)或累積流量(liàng)值.
 
3電容(rong)式渦街流量(liàng)計的應用
　　電(dian)容式渦街流(liú)量計的工作(zuò)溫度範圍寬(kuan)(-200~+400℃),測量範圍大(dà)(液體🍓:0.3~2300m/h).而且由(you)于沒有運動(dong)部件,所以不(bú)怕氣體沖擊(jī).在規定的範(fàn)圍内,測量💛不(bu)受介質的壓(ya)力溫度、密度(dù)和導電率等(děng)因素的🔞影響(xiang).根😘據這種流(liu)量計的特點(dian)，我們作了第(di)-次嘗試,将它(tā)應用于對大(da)型空間環境(jìng)模拟設備液(yè)氮系統中液(ye)氮流量的測(ce)量.
　　當在KM3空間(jian)環境模拟設(she)備的液氮系(xi)統中進行文(wén)丘利管試🔴驗(yàn)時🔞,由于需要(yào)液氮流量這(zhe)個參數來對(duì)試驗結果進(jìn)👈行分析.所以(yi)我們在液氮(dan)泉的出口處(chù)安裝了一台(tái)電容式渦街(jiē)✔️流量計,并配(pèi)備了一台數(shù)顯二次儀表(biao).試驗時,從💃該(gai)流量計測得(de)的數據是令(ling)人滿意的,給(gěi)液氮系統運(yun)行狀況的分(fèn)析及操作提(tí)供💃了可靠依(yī)據、下面列舉(jǔ)試驗中的幾(ji)種情況:
a.液氮(dan)系統預冷時(shi),由于管内存(cún)在氣液兩相(xiàng),所以流💛量計(ji)測♋得的數據(jù)不穩定,但可(kě)以定性地說(shuō)明有一定量(liàng)的液氮流🌈過(guo).
b.當液氮系統(tǒng)完成預冷,啓(qi)動液氮泵時(shí),由于有時預(yu)冷🚶不充分,産(chan)生了氣堵。雖(sui)然液氮泵運(yun)轉,系統的壓(ya)力升💋高,但液(yè)氮并不流動(dòng),隻能停機重(zhong)新預冷.以前(qian)隻能憑經驗(yàn)來判斷這種(zhǒng)情況,安裝了(le)💃🏻渦街流量計(ji)後,從流量計(jì)上可以清楚(chu)的看到，此時(shi)的讀數爲零(ling)。如果液氮泵(beng)正常啓動後(hòu),流量計的讀(du)數快速增大(dà),并達到一穩(wen)定值時,則證(zheng)明系統啓動(dòng)成功.
c.試驗過(guò)程中,我們還(hái)做了通過改(gai)變系統的壓(yā)力來觀測流(liú)量變化的測(ce)試工作。當液(ye)氮系統的壓(yā)力不低于其(qi)飽和蒸汽壓(yā)力時,降低或(huò)升高系統的(de)壓力㊙️,泵的揚(yang)程不變,流量(liang)也不改變。此(ci)時測得的流(liu)量值爲16m³/n,與泵(beng)的額定流量(liàng)😍值相等。當壓(ya)力低于👨‍❤️‍👨其對(dui)應飽⭕和蒸汽(qi)壓時液氮泵(beng)出現氣蝕現(xiàn)象,流量降低(dī),試驗測得的(de)流量值爲8m³/h,這(zhè)種結果與理(li)論上是完全(quán)符合的.
4結論(lùn)
　　電容式渦街(jiē)流量計用于(yu)對空間環模(mo)設備中液氨(ān)流量的測🆚量(liang)在國内還是(shì)首次.試驗結(jie)果表明該流(liú)量計能正确(què)地測量液氮(dàn)系統的流量(liàng),反映出液氮(dàn)系統的運行(háng)狀況,因此給(gei)液氮系統的(de)操作提供了(le)可靠的依據(ju)。而且其安裝(zhuang)簡便💛,壓力損(sun)失小,非常适(shì)用于大型空(kong)間環境模拟(nǐ)設備中液氮(dàn)系統的流量(liang)測量.

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