[摘要(yao)]配蒸汽流(liu)量測量中(zhong)孔闆和渦(wo)街流量計(jì) 是比較常(cháng)見的兩種(zhong)測量元件(jian)，在實際應(ying)用中根據(jù) 應用場所(suo)環🈚境等不(bú)同，孔闆和(he)渦街流量(liang)計各有優(yōu)缺點㊙️。
　　蒸汽(qì)的流量測(cè)量方法按(àn)工作原理(lǐ)劃分，可分(fen)爲直接式(shi)質量流量(liàng)計和間接(jie)式質量流(liu)量計，在工(gong)業企業中(zhōng)蒸汽的測(cè)量多采用(yong)間接式，其(qí)中 節流式(shì)差壓流量(liang)計 和渦街(jie)流量計是(shi)主流。這兩(liang)種流量計(jì)在測量中(zhong)各有優缺(que)♻️點，如♊差壓(yā)流量計以(yǐ) 孔闆流量(liang)計 爲例，其(qí)範圍度廣(guang)，穩定性好(hao);而渦街流(liú)量計的優(yōu)越性是孔(kong)闆式流量(liang)計所不具(ju)備的，尤其(qi)是在蒸汽(qi)參數偏離(lí)設計值時(shí)，其💃測量誤(wu)差遠小于(yú)孔闆式流(liú)量🍓計的測(ce)量。本文将(jiang)對兩種流(liú)量計在實(shí)際應用中(zhōng)的優缺點(dian)進行詳細(xì)的對比分(fèn)析。
1、孔闆式(shì)流量計
　　孔(kǒng)闆流量計(jì)是差壓式(shi)流量計的(de)一種。簡單(dan)的說。流體(tǐ)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻流經.一個(gè)收縮截面(mian)，測量通過(guo)此截面的(de)差壓。根據(ju)丹尼爾.伯(bo)努❓利在1738年(nián)的研究工(gong)作,流體經(jīng)過孔闆的(de)速度和其(qi)壓力損失(shi)的平方根(gēn)成比例關(guān)系。
1.1孔闆流(liú)量計的測(cè)量原理
　　充(chong)滿管道的(de)流體，當它(tā)們流經管(guan)道内的節(jiē)流裝置時(shí)，流🐇束将在(zai)節流裝置(zhì)的節流件(jiàn)處形成局(jú)部收縮✨，從(cong)而使流速(su)增🧑🏾‍🤝‍🧑🏼加，靜壓(ya)力🌈低，于是(shì)在節流件(jian)前後便産(chan)生了壓力(li)降，即壓差(chà),介質流♈動(dòng)的流量越(yue)大，在節流(liu)件前後産(chǎn)生的壓差(cha)就越大，所(suǒ)以孔闆流(liú)量計可以(yǐ)通過測量(liang)壓差來衡(héng)量流體流(liu)量的大小(xiao)。這種測量(liàng)方法是以(yǐ)能量守衡(heng)定律和流(liú)動連續性(xìng)定律爲基(ji)準的。
 
1.2孔闆流(liu)量計的安(an)裝條件
①标(biāo)準孔闆的(de)中心線應(yīng)當與管道(dao)中心線同(tóng)軸。
②孔闆流(liu)量計安裝(zhuāng)時應配有(you)一-段測量(liàng)管,至少保(bǎo)持前10DN、後㊙️5DN的(de)等徑直管(guǎn)段，以提高(gao)測量精度(dù)。
③引壓管路(lu)的内徑與(yu)管路長度(du)和介，質髒(zang)污程度有(yǒu)關，通常在(zai)16米以内用(yòng)内徑爲8-12mm的(de)管子。
④引壓(ya)管路應有(yǒu)牢固的支(zhi)架托承，兩(liǎng)根取壓管(guǎn)路應盡🤟可(ke)♻️能🍓互相靠(kào)近并遠離(lí)熱源或震(zhen)動源，測量(liàng)水蒸汽流(liú)量時🐪,應，用(yong)保溫材料(liào)--同包紮，必(bì)須時(如氣(qi)溫0°C以下)加(jia)伴熱管防(fáng)止結冰😘。在(zài)測量髒污(wū)流量時，應(ying)附設隔離(li)器或沉降(jiàng)器。
⑤引壓管(guǎn)路内必須(xu)始終保持(chí)單相.流體(ti)狀态。被測(ce)流體是液(ye)📐體時，引壓(ya)管路内全(quan)部是液相(xiàng)，絕對不能(néng)有氣泡。爲(wei)此應在引(yin)壓管路的(de)最低點裝(zhuang)排水閥或(huo)在最高點(dian)裝排氣閥(fá)，在新裝或(huo)檢修 差壓(ya)變送器 時(shi)時應特别(bie)注意。
1.3孔闆(pan)流量計的(de)優缺點
孔(kong)闆流量計(jì)的優點:
①應(yīng)用最多的(de)孔闆式流(liu)量計結構(gòu)牢固,性能(neng)穩定可靠(kào),使♈用壽命(mìng)長;
②檢測件(jiàn)與變送器(qi)、顯示儀表(biao)分别由不(bu)同廠家生(sheng)産,便⁉️于規(gui)模經濟生(shēng).産。
孔闆流(liu)量計的缺(quē)點:
①測量精(jīng)度偏低;
②量(liang)程比小，一(yi)般僅爲1:3~1:5;
③現(xiàn)場安裝要(yao)求高;
④壓損(sun)大。
⑤冬季需(xu)保溫處理(li)，易凍。
2、渦街(jiē)流量計
　　渦(wo)街流量計(ji)利用一個(ge)非線性的(de)發生體放(fàng)置在管道(dào)内，流🔞體流(liu)經鈍體時(shí)會在其尾(wei)部産生有(yǒu)規則的旋(xuan)渦。這些旋(xuán)渦可以✔️檢(jian)測、計算和(hé)顯示。在一(yi)-定流量🌏範(fàn)圍内，渦街(jie)産生的數(shu)量與流體(tǐ)的體🏃‍♀️積流(liú)量成比例(li)，這樣就可(ke)以測得流(liú)體的速度(du)。
2.1渦街流量(liang)計工作原(yuan)理
　　在流體(ti)中設置旋(xuan)渦發生體(tǐ)，則從旋渦(wō)兩側交替(tì)産🔞生有規(guī)則的旋渦(wo)，這種旋渦(wo)稱爲卡門(mén)旋渦，如圖(tu)2所🔞示，旋渦(wo)列📞在旋渦(wō)發💜生體🔴下(xià)遊非對稱(cheng)地排列。
 
　　旋(xuan)渦流量計(ji)是根據卡(ka)門渦街原(yuán)理測量氣(qì)體、蒸汽或(huò)🈲液體的體(tǐ)積流量、标(biāo)況的體積(jī)流量或質(zhì)量流量的(de)體積流量(liàng)計。并可作(zuò)爲💃🏻流量變(biàn)送器應用(yòng)與自動🐪化(huà)控制系統(tǒng)中。
2.2渦街流(liu)量計的安(an)裝要求
①避(bi)免安裝在(zài)有機械振(zhèn)動的管道(dao)上。當振動(dong)不可避免(mian)時，應考慮(lǜ)在距傳感(gǎn)器前後約(yuē)2DN處的直管(guǎn)段.上加固(gù)定支撐架(jia);
②流量計上(shàng)下遊必須(xu)有足夠的(de)直管段，-*般(ban)爲前10D後5D;
③安(ān)裝點上下(xia)遊的配管(guǎn)應與傳感(gan)器同心，同(tóng)軸偏差應(ying)不小于0.5DN;
④根(gēn)據測量的(de)需要，需在(zài)傳感器附(fù)近測量壓(yā)力和溫度(dù)✔️時，測壓點(dian)應在傳感(gan)器下遊的(de)3-5D處，測溫點(dian)應在傳㊙️感(gǎn)器下遊的(de)6-8D處。
2.3渦街流(liu)量計的優(yōu)缺點
渦街(jie)流量計的(de)優點:
①量程(chéng)比大，可達(dá)到1:20;
②無運動(dong)部件;
③低阻(zǔ)流。
渦街流(liú)量計的缺(quē)點:
①振動容(róng)易引起誤(wu)差;
②直管段(duàn)距離要求(qiú)嚴格。
3、實際(jì)應用中孔(kong)闆與渦街(jiē)流量計測(cè)量誤差比(bǐ)較
3.1孔闆流(liu)量計計量(liang)誤差分析(xī)
　　差壓式流(liú)量計是利(li)用流體的(de)動靜壓能(néng)轉換原理(li)進行流㊙️量(liàng)測量的，這(zhe)一-差壓與(yu)流體流量(liàng)存在如下(xia)💰關系:
 
　　式中(zhōng):qm爲質量流(liú)量，kg/h;qv爲工況(kuàng)條件下的(de)體積流量(liàng)，m³/h;x爲流量系(xi)數;e爲流🌈束(shù)膨脹系數(shu);△e爲差壓，Pa;Q爲(wei)工況條件(jiàn)下被測流(liú)體的密度(du)，kg/m³;d爲工況條(tiao)🔆件下的節(jiē)流開孔直(zhi)徑，mm。由(1)式和(hé)(2)式🛀🏻可以看(kàn)出，被測流(liú)體的流量(liàng)是流體的(de)密度和孔(kong)闆前🏃‍♀️後差(cha)壓的函數(shu)。當測得某(mou)一差壓時(shi)，由于所測(ce)流體的密(mì)度不同，所(suǒ)代表的流(liu)量🏒是不同(tóng)的，隻🔴有當(dang)流體的密(mì)度值等于(yu)孔闆設計(ji)條件中的(de)🈲密度值時(shi)，差壓才能(neng)真✨實反映(yìng)所測的流(liu)量。蒸汽從(cóng)發生🧑🏽‍🤝‍🧑🏻到使(shǐ)用，由于熱(re)損耗🔴，溫度(du)和壓力的(de)下降是不(bu)可避免的(de)，導緻其密(mì)度與設計(ji)值的差異(yi)，從而産生(sheng)了誤差，并(bing)且随着蒸(zhēng)汽參數的(de)波動而波(bo)動，實際測(ce)量時♈隻能(neng)通過溫壓(ya)補償來修(xiū)正，補償公(gōng)式的嚴謹(jin)性直💞接影(ying)🛀響測量誤(wu)差。
3.2渦街流(liu)量計計量(liàng)誤差分析(xi)
　　渦街流量(liang)計是利用(yòng)振動原理(lǐ)進行測量(liang)的，在流體(ti)㊙️中👅，在流🍓動(dòng)的💚垂直方(fang)向插入發(fa)生體，流體(ti)流經時在(zài)其下遊兩(liang)側交替産(chǎn)生兩列卡(kǎ)門渦街，卡(kǎ)門渦街的(de)發生頻率(lü)存在一定(ding)的雷諾數(shù)範圍與流(liu)體的流速(su)📐有關，并呈(cheng)正線性關(guān)系。其關系(xi)式如下:
 
　　式(shì)中:f爲渦街(jiē)頻率，Hz;S,爲斯(si)特羅哈爾(er)常數(無量(liang)綱);v爲流✉️體(ti)經🏒過發生(sheng)體時的平(ping)均流速，m/s;d爲(wei)發生體的(de)特征寬度(dù),m。
　　在實際測(ce)量中，一台(tái)制造完成(chéng)的渦街流(liú)量計其發(fā)‼️生體📱的特(tè)征寬度是(shì)一定固定(ding)不變的。由(yóu)此看見，卡(kǎ)門渦街的(de)🈲頻率在--定(ding)的雷諾數(shu)範圍内隻(zhi)與流體的(de)平均流❤️速(su)有關，與流(liú)體💁的密度(du)、粘度等物(wù)理參數基(jī)本無關。隻(zhi)要測得了(le)渦街和發(fā)生體處的(de)流通面積(jī)即可測得(dé)流過發生(sheng)體兩側流(liu)體的體積(ji)流量,其體(ti)積流量關(guān)系式爲:
 
　　式(shì)中:qv爲體積(ji)流量,m³/h;S,爲斯(si)特羅哈爾(ěr)常數;m爲渦(wo)街發生體(tǐ)兩👣側弓形(xing)面積與管(guǎn)道橫截面(mian)面積之比(bi);d爲渦街發(fā)生體迎面(miàn)寬度，m;D爲表(biǎo)體通徑，n;f爲(wèi)渦街頻率(lǜ)，Hz。由.上式可(kě)以看📱出，在(zai)式中沒有(you)涉及流體(ti)的任何物(wu)理參數。所(suǒ)以在常規(gui)使用中😄，一(yī)台渦街👉流(liu)量計無論(lùn)用于何種(zhong)流體測量(liang),隻要雷諾(nuò)數2×104-7×106範圍内(nèi),就能得到(dao)穩定的🈚流(liú)量系數。隻(zhi)要測得正(zheng)确的渦街(jiē)頻率，便可(kě)正确測得(de)工況下流(liu)體的體積(jī)流量。這一(yi)點完全不(bú)同于差♻️壓(ya)式流量計(ji)在流體參(can)數偏離設(shè)計值時便(bian)産生很大(da)誤差的情(qing)況。
4、結束語(yǔ)
　　通過實際(ji)應用過程(chéng)中問題可(kě)發現，在蒸(zheng)汽測量中(zhōng)，渦街🎯安👣裝(zhuang)方便而孔(kong)闆流量計(ji)需要配套(tào)差壓變送(song)器、引壓管(guan)、 三組閥 等(děng)附件使用(yong)，且因爲冷(leng)凝水測量(liang)，在冬季使(shi)用引壓管(guan)易凍結，造(zào)成測量誤(wu)差。且在運(yun)行方面，渦(wo)街後期基(ji)本不需要(yào)維護，而孔(kong)闆由于成(chéng)銳角邊緣(yuan)易磨損，需(xū)定期維護(hù)，分體式結(jié)構還需定(ding)期對引壓(yā)管排污，綜(zōng)上所述🚩，工(gong)業企業🛀🏻中(zhong)非特殊惡(e)劣環境下(xià)，建議蒸汽(qì)測量優先(xian)選用渦街(jie)流量計,更(geng)好滿足測(cè)量需求。

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