渦街流量計的儀表口徑及規格選擇很重要,要遵循以下原則進行選擇。 首先必須明確流量計的工作狀態:流體名稱、組分;工作狀態的Z大、常用、Z小流量;Z高、常用、Z低工作壓力和工作溫度;工作狀態下介質的黏度。然后根據被測流體狀態的不同(液體、氣體、蒸汽)進行儀表流量范圍、口徑大小的計算與選擇。
液體
渦街流量計測量的流量是流經流量計的工況體積流量,而該體積流量不受介質壓力、溫度、密度的影響,與被測量介質物態無關,即渦街流量計的性能與被測介質的狀態無關(用于測量不同狀態介質時,儀表系數是相同的)。顯然,如果只需工況下的體積流量,就不必測量被測介質的溫度和壓力了,否則要進行溫壓補償。
液體的測量在渦街流量計的使用中比較簡單,由于液體的體積流量受溫度、壓力影響可忽略不計,所以在被測介質是液體時,只需確定下限流量,并且檢查Z小工作壓力是否高于工作溫度下的飽和蒸汽壓,即是否會產生氣穴現象。
確定下限流量渦街流量計口徑選擇主要是對流量下限進行核算,它應該滿足以下2個條件:
1、Z小雷諾數不應低于界限雷諾數(ReD=2×104);
2、在下限流量時旋渦強度應大于傳感器旋渦強度的允許值。 即下限流量取決于介質的工況密度和運動黏度,這些條件用數學式可表示如下。
qV0ρmin=qVmin ρ/ρ0 (1)
qV0υmin=qVmin υ0/υ (2)
式中 qVmin——工作狀態下的Z小體積流量,m3/ h;
qV0ρmin— ——滿足旋渦強度要求時校準狀況下的Z小體積流量,m3/h;
qV0υmin— ——滿足Z小雷諾數要求時校準狀況下的Z小體積流量,m3/h;
ρ0, ρ——分別為校準狀態和工作狀態下的介質密度,kg/m3;
υ0, υ——分別為校準狀態和工作狀態下的介質運動粘度,m2/s。
若qV0ρmin≤qV0υmin,則可測流量范圍為qV0ρmin—— qV0max(標準狀態Z大體積流量),線性范圍為qV0υmin——qV0max;
若qV0ρmin>qV0υmin,則可測流量范圍和線性范圍為qV0ρmin——qV0max。
檢查是否產生氣穴現象
pmin=2.7Δp+1.3pv(3)
式中 pmin——不產生氣穴的Z低工作壓力,Pa;
Δp——Z大流量時的壓力損失,Pa;
pv——工作溫度下液體的飽和蒸汽壓(可查 表得),Pa。
Δp=CDρvmax2/2 (4)
式中 CD——渦街流量計阻力系數,CD≈2.2;
ρ——工作狀態下的介質密度,kg/m3;
vmax——Z大流量時的平均流速。
vmax=4qVmax/(3600 πDN2)(5)
式中 qVmax——Z大流量,m3/h;
DN——儀表公稱直徑,mm。
計算出pmin,要求在流量計下游3.5D——7.5D處的Z小工作壓力大于pmin,才不會發生氣穴現象。
下面通過一實例加以說明。 某熱水流量測量,已知Z大流量 18m3/h;Z小流量 6m3/h;工作壓力 0.25MPa;工作溫度 90℃;介質密度 965kg/m3;介質黏度 3.32×10-7m2/s。
1)口徑選擇 水的校準狀態:t=20℃,ρ=998.2kg/m3, v=1.006×10 -6 m2/s
由式(1)計算出 qV0ρmin=6 965/99812= 5.899m3/h
由式(2)計算出 qV0υmin=6[1.006×10-6/(3.32×10-7)]=18.2m3/h得 qV0ρmin<qV0υmin
故可測流量范圍為5.889——qV0max,查金湖瑞成儀表有限公司渦街流量計選型表選型表得,DN40,DN50均可滿足 要求,選擇DN40更合適些。
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