渦街流量計口徑的確定方法和安裝設計

渦街流量計口徑的確定和安裝設計

   儀表選型是儀表應用中非常重用的工作,儀表選型的正確與否將直接影響到儀表是否能夠正常運行.因此用戶和設計單位在選用本公司產品時,請仔細閱讀本節資料,認真核對流體的工藝參數并隨時可與我公司的銷售或部門，以確保選型正確。

適用流量范圍和儀表口徑的確定

儀表口徑的選擇，根據流量范圍來確定。不同口徑渦街流量儀表的測量范圍是不一樣的。即使同一口徑流量表，用于不同介質時，它的測量范圍也是不一樣的。實際可測的流量范圍需要通過計算確定。

(一)參比條件下空氣及水的流量范圍，見表（二），參比條件如下：

1．氣體：常溫常壓空氣，t=20℃，P=0.1MPa（絕壓），ρ=1.205 kg/m³，υ=15×10^-6 m²/s。

2．液體：常溫水，t=20℃，ρ=998.2kg/m³，υ=1.006×10^-6m²/s。

（二）確定流量范圍和儀表口徑的基本步驟：

1． 明確以下工作參數。

（1）被測介質的名稱、組份

（2）工作狀態的Z小、常用、Z大流量

（3）介質的Z低、常用、Z高壓力和溫度

（4）工作狀態下介質的粘度

2． 渦街流量儀表測量的是介質的工作狀態體積流量，因此應先根據工藝參數求出介質的工作狀態體積流量,相關公式如下：

（1）已知氣體標準狀態體積流量，可通過以下公

  式求出工況體積流量

公式（3）

 (2)已知氣體標準狀態密度ρ，可通過以下公

  式求出工況密度

公式（4）

（3）已知質量流量Q_m換算為體積流量Qv

公式（5）

式中：

Q_v： 介質在工況狀態下的體積流量(m³/h)

  （Q_v=3600f/K K:儀表系數 ）

Q_o： 介質在標準狀態下的體積流量(Nm³/h)

Q_m： 質量流量 (t/h)

ρ： 介質在工況狀態下的密度(kg/m³)

ρ_o：介質在標準狀態下的密度(kg/m³)，常用氣體介質的標準狀態密度，見表（三）

P： 工況狀態表壓(MPa)

t： 工況狀態溫度(℃)

3．儀表下限流量的確定。渦街流量儀表的上限適用流量一般可不計算，渦街流量儀表口徑的選擇主要是對流量下限的計算。下限流量的計算應該滿足兩個條件：Z小雷諾數不應低于界限雷諾數（Re=2×10⁴）；對于應力式渦街流量儀表在下限流量時產生的旋渦強度應大于傳感器旋渦強度的允許值（旋渦強度與升力ρv² 成比例關系）。這些條件可表示如下：

由密度決定的工況可測下限流量：

由運動粘度決定的線性下限流量：

公式（7）

式中：

Q_ρ：滿足旋渦強度要求的Z小體積流量(m³/h)

ρ₀:參比條件下介質的密度 

Q_υ:滿足Z小雷諾數要求的Z小線性體積流量(m³/h)

ρ:被測介質工況密度（kg/m³）

Q₀: 參比條件下儀表的Z小體積流量

(m³/h)

υ:工作狀態下介質的運動粘度(m²/s)

υ_o:參比條件下介質的運動粘度(m²/s)

通過公式（6）、（7）計算出Q_ρ和Qν。比較Qρ和Qν，確定流量儀表可測下限流量和線性下限流量：

  Q_υ≥Qρ：可測流量范圍為Qρ～Qmax , 線性流量范圍為Qυ～Qmax

Q_υ<Qρ：可測流量范圍和線性流量范圍為

Q_ρ～Qmax

Qmax：渦街流量儀表的上限體積流量(m³/h)

4．儀表上限流量以表(二)中的上限流量為準.氣體的上限流速應該小于70m/s,液體的上限流速應該小于7m/s

5．當用戶測量的介質為蒸汽時，常采用的計量單位是質量流量，即：t/h或Kg/h。由于蒸汽（過熱蒸汽和飽和蒸汽）在不同溫度和壓力下的密度是不同的，因此蒸汽流量范圍的確定可由公式(8)進行計算得出

  公式（8）

式中：

ρ： 蒸汽的密度（kg/m³）

ρ₀：1.205kg/m³

Q_蒸汽 ：蒸汽質量流量（t/h）

6．計算壓力損失，檢測壓力損失對工藝管線是否有影響，公式(單位：Pa)：

Δp= CdρV²/2 公式（9）

式中：

ρ：工況介質密度（kg/m³）V:平均流速（m/s）

7．被測介質為液體時,為防止氣化和氣蝕,應使管道壓力符合以下要求:

p≥2.7Δp+1.3p0 公式（10）

式中：

Δp: 壓力損失（Pa）

p₀：工作溫度下液體的飽和蒸汽壓（Pa絕壓）

Po:流體的蒸汽壓力 (Pa絕壓)

8．渦街流量計不適合測量高粘度液體。當計算出的可測流量下限不滿足設計工藝要求時，應該考慮選用其它類型流量計。

9．通過計算如果有兩種口徑都可滿足要求，為了提高測量效果、降低造價，應選用口徑較小的表。應該注意的是，盡可能使常用量處在流量范圍上限的1/2～2/3

  Δp:壓力損失（Pa） Cd：壓力損失系數

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