涡街流量计及其选型与应用

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1、万方数据涡街流量计及其选型与应用韩平(湖南华菱湘潭钢铁有限公司。湖南湘潭411101)[摘要]文章介绍了涡街流量计的工作原理及其分类，对该流量计的选型、校准以及安装、使用维护等方面进行了阐述。同时，还介绍了涡街流量计使用中的温压补偿问题，并列举实例说明如何选择、计算涡街流量计的口径。[关键词】涡街流量计；选型；流量测量；温压补偿随着涡街流量计测量技术的日趋成熟，涡街流量计在冶金、化工等行业的流量计量中得到了愈来愈广泛的应用，为企业成本核算和科学的能源管理提供了计量依据。与孔板相比，涡街流量计具有结构简单、无取压管路泄漏、压力损失小(约为孔板流量计的2

2、5％一50％)、范围度宽，一般可达10：1、应用范围广泛，可适用液体、气体和蒸气等特点。1涡街流量计的工作原理涡街流量计是一种基于卡曼(Karmall)涡街理论的流体振荡型流量计，属于速度式流量仪表。在流体中放置一个与流向垂直的非流线型的柱状体，称为旋涡发生体(阻流体)，当管道中流体通过时，由于局部流速加速而产生旋涡现象，在旋涡发生体下游两侧交替地产生有规则的旋涡，这种旋涡称为卡曼涡街，如图l所示。、∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑流动方向一一一一一4面一，一一—窗令吻。a蒜I⋯漩涡发生器＼竺)≮忑蕊贰黑孓孓W孓孓孓忒x旋涡列在旋

3、涡发生体下游非对称地排列。其旋涡的发生频率为厂，被测介质来流的平均速度为"，旋涡发生体迎面宽度为d，根据卡门涡街原理，可用式(1)表示：厂=St·v／d=St·v'／m·d(1)式中：，为涡街释放频率，Hz；St为斯特劳哈尔数(Strouhal)，无量纲常数，与雷诺数R。。有关；t7为旋涡发生体两侧的平均流速，m／s；d为旋涡发生体迎流向最大宽度，m；”7为测量管内的平均流速，m／s；[收稿日期]2008—12—28·6·m为漩涡发生体两侧弓形流通面积之和与测量管横截面积之比，，l=1一i2【万d“F1丽+sin一1吾】(2)式中，D为测量管内径。q

4、，=仃·D2·v／4=仃·D2·m·d·f／4·St(3)K=舌=【掣】～(4)式中：K为流量计的仪表系数，脉冲影m3，即：P／m3。就多数涡街流量计而言，管道雷诺数足。D在2×104—7×106范围内，斯特劳哈尔数可看作常数，在此区间可保证测量精度。斯特劳哈尔数是涡街流量计的重要系数。如图2所示，曲线上St一-0．17时，旋涡的释放频率与流速成正比，所以检出频率／就可求得流速tI’，再由式(3)即可求得体积流量q，。0．30．2谬O．1圈2只与R曲的关系曲线图2涡街流量计的分类涡街流量计的分类方法及其种类较多，可以按如下原则进行分类：(1)按传感器

5、连接方式分为法兰型和夹装型。(2)按检测方式分为热敏式、应力式、电容式、应变式、超声式、振动体式、光电式和光纤式等。IndustrialMeasurement2009SupplementaryIssue1万方数据(3)按用途可分为普通型、防爆型、高温型、耐腐型、低温型、插入式以及质量型等。(4)按传感器与转换器组成分为一体型和分离型。(5)按测量原理分为体积流量计、质量流量计。(6)按功能可分为常规型和智能型。3涡街流量计的校准3．1检定项目迄今为止，涡街流量计尚未实现干标定，因此，其校准仍采用实流校准法。流量计在出厂前和使用中都应进行校准，通过校准

6、，确定示值误差、重复性和仪表系数K。JJG1029--2007涡街流量计检定规程中规定的检定项目如表1所示。表1首次检定、后续检定和使用中检验项目表注：“+”表示需检项目。“一”表示不需检项目。3．2检定周期和等级据JJG1029--2007涡街流量计检定规程，涡街流量计的检定周期一般不超过2年。流量计准确度等级见表2，重复性不得超过相应准确度等级规定的最大允许误差绝对值的1／3。表2流量计准确度等级系列表准确度等级0．51．01．52．02．5注：分界流量q。对应的流量为0．29—o3．3校对方法涡街流量计校准通常采用静态容积法、称量法和标准表法，

7、相应的校准装置分别是静态容积法水流量校准装置、钟罩式气体流量校准装置以及标准表比较法校准装置和音速喷嘴有压气体流量校准装置。测量液体的流量计使用水作为介质，测量气体及蒸汽的流量计则使用空气作为介质。3．4示值误差和重复性的校准(1)流量计应在可达到的最大检定流量的20％～100％范围内运行至少5rain，待流体温度、压力和流量稳定后，进行校准。(2)根据涡街流量计的流量范围选择流量点：工业计量2009年增刊1q。¨q。、0．4q。。；和q一；对于准确度等级为0．5级的流量计，增加0．25q。。和0．709一两个流量点。每个流量点的实际流量值应不超过规

8、定值的±5％或不超过±1％q一。(3)单行程校准，每个流量点的连续测量次数应不少于3次。4流量计的选型4．1