一、空氣流量計工作原理
空氣流量計流體中設置三角柱型旋渦發(fā)生體，從旋渦發(fā)生體兩側交替地產生有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡門旋渦，旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列。空氣流量計便是依據卡門旋渦原理進行封閉管道流體流量測量的新型流量計。因其具有良好的介質適應能力，無需溫度壓力補償即可直接測量渦街、空氣、氣體、水、液體的工況體積流量，配備溫度、壓力傳感器可測量標況體積流量和質量流量，是節(jié)流式流量計的理想替代產品。
為提高空氣流量計的耐高溫及抗振動性能，我公司新近開發(fā)出了JNLUG改進型渦街渦街流量傳感器，因其*的結構和選材使該傳感器可在高溫(350℃)、強振動(≤1g)的惡劣工況下使用。在實際應用中，往往zui大流量遠低于儀表的上限值，隨著負荷的變化，zui小流量又往往會低于儀表的下限值，儀表并非工作在它的*工作段，為了解決這一問題，通常采用在測量處縮徑提高測量處的流速，并選用較小口徑的儀表以利于儀表的測量，但是這種變徑方式必須在變徑管與儀表間有長度為15D以上的直管段進行整流，使加工、安裝都不方便。我公司研制的縱斷面形狀為圓弧的LGZ變徑整流器，具有整流、提高流速及改變流速分布多重作用，其結構尺寸小，僅為工藝管內徑的1/3，與渦街流量計(法蘭夾裝渦街流量計、卡箍式渦街流量計、衛(wèi)生型渦街流量計、溫壓補償渦街流量計、一體化渦街流量計、分體式渦街流量計、智能型渦街流量計)作成一體，不僅不需要另外附加一段直管段，還可以降低對工藝管直管段的要求，安裝非常方便。為了使用方便，電池供電的就地顯示型渦街流量計采用微功耗*，采用鋰電池供電可不間斷運行一年以上，節(jié)省了電纜和顯示儀表的采購安裝費用，可就地顯示瞬時流量、累積流量等。渦街流量計還帶有溫度傳感器，可以直接測量出飽和渦街的溫度并計算出壓力，從而顯示飽和渦街的質量流量。渦街流量計帶有溫度、壓力傳感器，用于氣體流量測量可直接測量出氣體介質的溫度和壓力，從而顯示氣體的標況體積流量。
二、空氣流量計安裝要求
(1)空氣流量計節(jié)流件前后的直管段必須是直的?不得有肉眼可見的彎曲。
(2)空氣流量計安裝節(jié)流件用得直管段應該是光滑的?如不光滑?流量系數應乘以粗糙度修正稀疏。
(3)空氣流量計為保證流體的流動在節(jié)流件前1D出形成充分發(fā)展的紊流速度分布?而且使這種分布成均勻的軸對稱形?所以 1)直管段必須是圓的?而且對節(jié)流件前2D范圍?其圓度要求其甚為嚴格?并且有一定的圓度指標。具體衡量方法：(A)節(jié)流件前OD?D/2?D?2D4個垂直管截面上?以大至相等的角距離至少分別測量4個管道內徑單測值?取平均值D。任意內徑單測量值與平均值之差不得超過±0.3% (B)在節(jié)流件后?在OD和2D位置用上述方法測得8個內徑單測值?任意單測值與D比較?其zui大偏差不得超過±2% 2)節(jié)流件前后要求一段足夠長的直管段?這段足夠長的直管段和節(jié)流件前的局部阻力件形式有關和直徑比β有關。[1]
(4)節(jié)流件上游側*阻力件和第二阻力件之間的直管段長度可按第二阻力件的形式和β=0.7(不論實際β值是多少)取所列數值的1/2 (5)節(jié)流件上游側為敞開空間或直徑≥2D大容器時?則敞開空間或大容器與節(jié)流件之間的直管長不得小于30D(15D)。若節(jié)流件和敞開空間或大容器之間尚有其它局部阻力件時?則除在節(jié)流件與局部阻力件之間設有附合規(guī)定的zui小直管段長1外?從敞開空間到節(jié)流件之間的直管段總長也不得小于30D(15D)。
空氣流量計適用于飽和渦街、過熱渦街、壓縮空氣、混和非易燃易爆氣體和熱水的工業(yè)計量?對上述流體的流量測量、顯示、計量及生產過程的在線自動控制等用途均可采用。
三、空氣流量計計算公式
設旋渦的發(fā)生頻率為f，被測介質平均流速為，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d，表體通徑為D，即可得到以下關系式：
f=SrU1/d=SrU/md
式中U1--旋渦發(fā)生體兩側平均流速，m/s;
Sr--斯特勞哈爾數;
m--旋渦發(fā)生體兩側弓形面積與管道橫截面面積之比
管道內體積流量qv為
qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr
K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1
式中K--流量計的儀表系數，脈沖數/m3(P/m3)。
K除與旋渦發(fā)生體、管道的幾何尺寸有關外，還與斯特勞哈爾數有關。斯特勞哈爾數為無量綱參數，它與旋渦發(fā)生體形狀及雷諾數有關，所示為圓柱狀旋渦發(fā)生體的斯特勞哈爾數與管道雷諾數的關系圖。在ReD=2×104～7×106范圍內，Sr可視為常數，這是儀表正常工作范圍。當測量氣體流量時，VSF的流量計算式為(4)
斯特勞哈爾數與雷諾數關系曲線式中qVn，qV--分別為標準狀態(tài)下(0oC或20oC，101.325kPa)和工況下的體積流量，m3/h;
Pn，P--分別為標準狀態(tài)下和工況下的壓力，Pa;
Tn，T--分別為標準狀態(tài)下和工況下的熱力學溫度，K;
Zn，Z--分別為標準狀態(tài)下和工況下氣體壓縮系數。
由上式可見，VSF輸出的脈沖頻率信號不受流體物性和組分變化的影響，即儀表系數在一定雷諾數范圍內僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸等有關。但是作為流量計在物料平衡及能源計量中需檢測質量流量，這時流量計的輸出信號應同時監(jiān)測體積流量和流體密度，流體物性和組分對流量計量還是有直接影響的。
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