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氣體質量流量計在發電機行業的應用

來源:ABG儀表集團-金湖百納儀表科技有限公司   2013年03月16日 16:37  
  1、渦街流量計(氣體)
  
  ▲渦街流量計特點:沒有可移動部件、計量精度高、壓力損失小檢測元件不與被測流體接觸、輸出信號與流體的溫度、壓力、密度、成分、粘度等參數無關。
  
  ▲渦街流量計原理:它是應用流體力學中的卡曼渦街原理來測量流體流量的。把一個旋渦發生體(圓柱體、三角柱等非流線型對稱體)垂直插在管道中,當流體在管道中流動時,會在旋渦發生體后方左右兩側交替產生旋渦,形成旋渦列。這兩列旋渦相互形成平行狀,且左右交替出現,旋轉方向相反。旋渦的頻率f(Hz)與流體的平均流速v(m/s)及旋渦發生體的寬度(m)有如下關系:f=St*v/d(St為斯特勞哈爾系數,與旋渦發生體寬度d和流體雷諾數有關)
  
  ▲渦街流量計的使用相對簡單,安裝也比較方便,它分插入式和管道式兩種。在安裝時應注意流體的流動方向應同流量計指示的方向相同。
  
  ▲渦街流量計的缺點:量程比小(15:1);受震動影響大;管道的大小與價格呈正比;需要溫度壓力補償方可計量;小量程段不靈敏,不穩定,幾乎不可測量。
  
  2、超聲波流量計(氣體)
  
  ▲超聲波流量計特點:沒有壓力損失;安裝簡單;與流體的溫度、壓力、粘度等本身性質無關;無可動部件;可測量臟污、腐蝕氣體及多組分氣體。
  
  ▲超聲波流量計原理:在管道中測量測量順流和逆流方向超聲波的傳播時間,再經過計算得出流體的流速。流體的流量則可以通過介質流速、管徑,以及用雷諾數對流體進行動力學方面的校正后得到。具體來說:在管道中以“Z”型裝一對超聲波傳感器,兩個傳感器之間的距離L作為超聲波的傳播行程。超聲波在兩個傳感器之間的順流和逆流傳播時間分別表示為:Ts=L/(C+Vcosθ);Tn=L/(C-Vcosθ)式中C為聲波在靜止空氣中的速度,它隨氣體性質變化的函數,單位:m/s。V為氣體介質流速,單位m/s。θ為聲波行程與管道軸線之間的夾角。
  
  ▲超聲波流量計的使用也比較方便。在管道表面以“Z”型安裝,應注意應把傳感器安裝處打磨光亮并涂敷黃油,用固定裝置把傳感器與管道擰緊即可。
  
  ▲超聲波流量計的缺點:量程比小(15:1);維護相對麻煩;氣體精度高的價格高;計量需要溫度、壓力補償;
  
  3、轉子流量計(氣體)
  
  ▲轉子流量計的特點:就地顯示,無須電源;價格相對便宜;它有兩種材質,通常用的玻璃管轉子流量計和金屬管質量流量計。就地顯示和遠傳顯示皆可,接口有HART、標準電流信號、PROFIBUS等形式。
  
  ▲轉子流量計的原理:轉子流量計也是一種速度式流量計。它有兩部分組成,一個是上大下小的錐形管,另一是放在錐形管中的轉子(也稱浮子)。利用流體通過轉子與錐形管壁之間的空隙(節流面積)時產生的差壓△P來平衡轉子的重量。工作時,被測流體由錐形管的下端流入,從上端流出。流體對轉子產生向上托力的大小F總是等于轉子的重量G,即F=△P*A;G=V*(ρt-ρf)g由于F=G故△P*A=V*(ρt-ρf)g△P=V*(ρt-ρf)g/A(1)式中V—轉子的體積;A—轉子的Z大截面積;g—當地的重加速度;ρt-ρf分別
  
  為轉子材質和被測流體的密度;△P為轉子垂直方向上下流體的壓差。有式(1)可知,在整個工作過程中,壓差保持不變。在流量增加時,當然通過節流面積的流速也增加,只有增大節流面積,減低流速,以維持壓差△P不變。故根據轉子的平衡位置的高低就能讀出流量的大小。可用式(2)表示Q=k*h(2△P/ρf)1/2(2)式中k—為儀表常數;h—為轉子浮起的高度。將式(1)代入可得Q=k*h(2gV(ρt-ρf)/(ρf*A))1/2
  
  ▲轉子流量計的使用比較方便,安裝時擰緊相應的螺栓就可以了,但應注意流體的流動的方向一定垂直向上。
  
  ▲轉子流量計的缺點:量程比小10:1;壓力損失相對大;污物易堵塞;安裝維護相對復雜;受震動影響大;需要溫度、壓力補償等;管徑大小與價格呈正比,一般在DN200以下。

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