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涡街流量计

  • 涡街流量计

涡街流量计

品牌:江苏裕顺仪表有限公司

涡街流量计简介:在流体中设置非流线型旋涡发生体(阻流体),则从旋涡发生体两侧交替地产生两列有规则的旋涡,这 种旋涡称为卡曼涡街

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产品介绍

第一部分:概述 一.产品的种类及应用范围
1. LUGB 系列满管型压电式涡街流量仪表
2. LUGB 系列插入型压电式涡街流量仪表
3. LUGE 系列满管型电容式涡街流量仪表
4. LUGE 系列插入型电容式涡街流量仪表
5. LUGB/E 系列电池供电型涡街流量仪表
6. 潜水型/分体型涡街流量仪表(协议订货)
7. 多功能曲线纪录积算仪,带 P/T 补偿功能、中文液晶显示
8. 智能流量积算仪,数码管显示
 
 
LUGB/E 型涡街流量仪表广泛适用于石油、化工、冶金、热力、纺织、造纸等行业对过热蒸汽、饱和 蒸汽、压缩空气和一般气体(氧气、氮气氢气、天然气、煤气等) 、水和液体(如:水、汽油、酒精、苯类 等)的计量和控制.
 
二.工作原理
在流体中设置非流线型旋涡发生体(阻流体),则从旋涡发生体两侧交替地产生两列有规则的旋涡,这 种旋涡称为卡曼涡街,如图(一)所示。
图(一) 旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。设旋涡的发生频率为 f,被测介质来流的平均速度为 V,旋涡
发生体迎流面宽度为 d,表体通径为 D,根据卡曼涡街原理,有如下关系式:
 
 
式中:
 
f=StV/d 公式(1)
 
f-发生体一侧产生的卡门旋涡频率 St-斯特罗哈尔数(无量纲数) V-流体的平均流速 d-旋涡发生体的宽度
由此可见,通过测量卡门涡街分离频率便可算出瞬时流量。其中,斯特罗哈尔数(St)是无因次未知数, 图(二)表示斯特罗哈尔数(St)与雷诺数(Re)的关系。
在曲线表中 St=0.17 的平直部分,漩涡的释放频率与流速成正比,即为涡街流量传感器测量范围度。只 要检测出频率 f 就可以求得管内流体的流速,由流速 V 求出体积流量。所测得的脉冲数与体积量之比,称为 仪表常数(K),见式(2)
K=N/Q(1/m³) 公式(2) 式中:K=仪表常数(1/m³)。
N=脉冲个数 Q=体积流量(m³)
三.主要技术指标
公称通径(mm) 25,40,50,65,80,100,125,150,200,250,300,(300~1000 插入式)
公称压力(MPa) DN25-DN200 4.0(>4.0 协议供货),DN250-DN300 1.6(>1.6 协议供货)
介质温度(℃) 压电式:-40~260,-40~320;电容式: -40~300, -40~400,-40~450(协议订货)
本体材料 1Cr18Ni9Ti,(其它材料协议供货)
允许振动加速度 压电式:0.2g 电容式:1.0~2.0g
精确度 ±1%R,±1.5%R,±1FS;插入式:±2.5%R,±2.5%FS
范围度 1:6~1:30
供电电压 传感器:+12V DC,+24V DC;变送器:+12V DC ,+24V DC;电池供电型:3.6V 电池
输出信号 方波脉冲(不包括电池供电型):高电平≥6V,低电平≤1V;电流:4~20mA
压力损失系数 符合 JB/T9249 标准 Cd≤2.4
防爆标志 本安型:ExdⅡia CT2-CT5 隔爆型:ExdⅡCT2-CT5
防护等级 普通型 IP65 潜水型 IP68
环境条件 温度-20℃~55℃,相对湿度 5%~90%,大气压力 86~106kPa
适用介质 气体、液体、蒸汽
传输距离 三线制脉冲输出型:≤300m,两线制标准电流输出型 (4~20mA):负载电阻≤750Ω

第二部分: 仪表口径的确定和安装设计

仪表选型是仪表应用中非常重用的工作,仪表选型的正确与否将直接影响到仪表是否能够正常运行.因此 用户和设计单位在选用本公司产品时,请仔细阅读本节资料,认真核对流体的工艺参数并随时可与我公司的销 售或技术支持部门联系,以确保选型正确。

一.适用流量范围和仪表口径的确定
仪表口径的选择,根据流量范围来确定。不同 口径涡街流量仪表的测量范围是不一样的。即使同 一口径流量表,用于不同介质时,它的测量范围也 是不一样的。实际可测的流量范围需要通过计算确 定。
(一)参比条件下空气及水的流量范围,见表(二), 参比条件如下:
1.气体:常温常压空气,t=20℃,P=0.1MPa(绝压), ρ=1.205 kg/m3,υ=15×10-6  m2/s。
2.液体:常温水,t=20℃,ρ=998.2kg/m3,υ=1.006
×10-6m2/s。
(二)确定流量范围和仪表口径的基本步骤:
1. 明确以下工作参数。
ρo:介质在标准状态下的密度(kg/m ),常用 气体介质的标准状态密度,见表(三)
P: 工况状态表压(MPa) t: 工况状态温度(℃)
3.仪表下限流量的确定。涡街流量仪表的上限适 用流量一般可不计算,涡街流量仪表口径的选 择主要是对流量下限的计算。下限流量的计算 应该满足两个条件:最小雷诺数不应低于界限 雷诺数(Re=2×104);对于应力式涡街流量仪 表在下限流量时产生的旋涡强度应大于传感 器旋涡强度的允许值(旋涡强度与升力ρv2 成比例关系)。这些条件可表示如下: 由密度决定的工况可测下限流量:

(1)被测介质的名称、组份
Qr = QO ´
r O  / r
公式(6)

(2)工作状态的最小、常用、最大流量
由运动粘度决定的线性下限流量:

(3)介质的最低、常用、最高压力和温度
(4)工作状态下介质的粘度
Qu = QO ´uuO
式中:
公式(7)
 
 
3

2. 涡街流量仪表测量的是介质的工作状态体积流
量,因此应先根据工艺参数求出介质的工作状 态体积流量,相关公式如下:
(1)已知气体标准状态体积流量,可通过以下公 式求出工况体积流量
Qρ:满足旋涡强度要求的最小体积流量(m /h)
ρ0:参比条件下介质的密度              Qυ :满足最小雷诺数要求的最小线性体积流
量(m3/h) ρ:被测介质工况密度(kg/m3)

Qn = QO
´ 0.131025 0.101325 + P
´ 273.15 + t
293.15
公式(3)
Q0: 参比条件下仪表的最小体积流量 (m3/h)

(2)已知气体标准状态密度ρ,可通过以下公 式求出工况密度
υ:工作状态下介质的运动粘度(m2/s) υ :参比条件下介质的运动粘度(m2/s)

r r 0.1`01325 + P
 293.15
公式(4)
通过公式(6)、(7)计算出 Qρ和 Qν。比较 Qρ和

= o ´
0.101325
´
273.15 + t
Qν, 确定流量仪表可测下限流量和线性下限流

(3)已知质量流量 Qm 换算为体积流量 Qv
量:
Qυ≥Qρ:可测流量范围为 Qρ~Qmax , 线性流

Qn = Qm
´103  / r
公式(5)
量范围为 Q
υ~Qmax

式中:
Qυ<Qρ:可测流量范围和线性流量范围为
3

Qv: 介质在工况状态下的体积流量(m /h)
(Qv=3600f/K K:仪表系数 )
Q : 介质在标准状态下的体积流量(Nm3/h)
o
Qm: 质量流量 (t/h)
ρ: 介质在工况状态下的密度(kg/m3)
Qρ~Qmax
Qmax:涡街流量仪表的上限体积流量(m3/h) 4.仪表上限流量以表(二)中的上限流量为准.气 体的上限流速应该小于 70m/s,液体的上限流
速应该小于 7m/s

 
 
 

5.当用户测量的介质为蒸汽时,常采用的计量单 位是质量流量,即:t/h 或 Kg/h。由于蒸汽(过 热蒸汽和饱和蒸汽)在不同温度和压力下的密 度是不同的,因此蒸汽流量范围的确定可由公 式(8)进行计算得出
ρ:工况介质密度(kg/m3)V:平均流速(m/s) 7.被测介质为液体时,为防止气化和气蚀,应使管
道压力符合以下要求:
p≥2.7Δp+1.3p0 公式(10) 式中:
Δp: 压力损失(Pa)

Q蒸汽
= 1.5Q空气
´ r ´10 3 ´
r o  / r
公式(8)
p0:工作温度下液体的饱和蒸汽压(Pa 绝压)

式中:
ρ: 蒸汽的密度(kg/m3)
ρ0:1.205kg/m3
Q 蒸汽 :蒸汽质量流量(t/h) 6.计算压力损失,检测压力损失对工艺管线是否
有影响,公式(单位:Pa):
Δp= CdρV2/2 公式(9) 式中:
Δp:压力损失(Pa) Cd:压力损失系数
Po:流体的蒸汽压力 (Pa 绝压) 8.涡街流量计不适合测量高粘度液体。当计算出
的可测流量下限不满足设计工艺要求时,应 该考虑选用其它类型流量计。
9.通过计算如果有两种口径都可满足要求,为了 提高测量效果、降低造价,应选用口径较小 的表。应该注意的是,尽可能使常用量处在 流量范围上限的 1/2~2/3

表(二) 参比条件下涡街流量传感器工况流量范围表

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