其结构简单而牢固,无可动部件,可靠性高,长期运行十分可靠,安装简单,维护十分方便;检测传感器不直接接触被测介质,性能稳定,寿命长;输出是与流量成正比的脉冲信号,无零点漂移,精度高;压力损失较小,运行费用低,更具节能意义;在一定的雷诺数范围内,输出信号频率不受流体物理性质和组份变化的影响,仪表系数仅与旋涡发生体的形状和尺寸有关,测量流体体积流量时无需补偿,调换配件后一般无需重新标定仪表系数。因此,随着沼气计量表测量技术的成熟,沼气计量表的使用越来越受到人们的青睐。
1沼气计量表的工作原理
当非流线型阻流体垂直插人流体中,随着流体流动,阻流体就产生漩涡分离,此漩涡形成了有规矩的排列,称此排列为涡街。据卡门研究,大多数排列情况或多或少地有些不稳定,只有排列成两排内旋且互相交错的漩涡列,涡列宽度h与漩涡间距之比为0.280时,涡列才是稳定的,称为卡门涡街。产生卡门涡街的阻流体叫漩涡发生体。
根据卡门涡街原理。漩涡频率均流速间有下列关系:f=SrU1/d(1)
式中:U1一漩涡发生体两侧的流速,m/s
d一漩涡发生体特征宽度,m;
Sr一斯特劳哈尔数,在一定雷诺数范围内为一常数。管内瞬时体积流量qv则为
qv=πd²U/4=πD²mdf/4Sr(2)
式中:且一管道内径,m;D一管内平均流速,m/s;
m一漩涡发生体两侧流通面积与管道截面积之比。上式经变换得到:
qv=f/Kv(3)式中:Kv沼气计量表的仪表系数,脉冲数/m3(P/m³)。
2沼气计量表的选择
(l)涡街流量变送器的选择由于沼气计量表量程范围宽,因此,在实际应用中,一般主要考虑测量饱和蒸汽的流量不低于沼气计量表的下限,也就是说必须满足流体流速不低于sms/。根据用汽量的大小选用不同口径的涡街流量变送器,而不能以现有的工艺管道口径来选择变送器口径。
(2)压力补偿用压力变送器的选择
由于饱和蒸汽管路长,压力波动较大,必须采用压力补偿,考虑到压力、温度及密度的对应关系,测量中只采用压力补偿即可,由于管道饱和蒸汽压力在0.3一O.7MPa范围,压力变送器的量程选择IMPa即可。
(3)显示仪表选择
显示仪表智能流量显示仪,具有温压补偿、瞬时流量显示和累积流量的积算功能。
3涡街流里计的安装
(l)沼气计量表尽量安装在远离振动源和电磁干扰较强的地方,振动存在的地方必须采用减震装置,减少管道受振动的影响。
(2)直管段的配置,前后直管段要满足沼气计量表的要求,所配管道内径也必须和涡街流量变送器内径一致。
4沼气计量表使用注意事项
尽量减少管道内汽锤对涡街发生体的冲击。振动较大而又无法消除时,不宜采用沼气计量表。总之,涡街流量传感器是一种速度式流量仪表,由于具有测量精度高、反应速度快、测量范围广、价格低廉、安装方便等优点,广泛适用测量过热蒸汽、饱和蒸汽、压缩空气和一般气体、水和液体的质量流量和体积流量,将在未来流量仪表中占主导地位。
