核心原理:卡門(mén)渦街
想象一下,當(dāng)風(fēng)吹過(guò)電線或旗桿時(shí),會(huì)發(fā)出“嗡嗡”聲并在其后產(chǎn)生交替的漩渦。渦街流量計(jì)利用的正是這個(gè)原理。
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有一個(gè)“ bluff body ”:在流量計(jì)的管道中央,有一個(gè)特定形狀的三角柱(稱為旋渦發(fā)生體)。
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產(chǎn)生漩渦:當(dāng)蒸汽流過(guò)這個(gè)三角柱時(shí),會(huì)在其下游兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)律的漩渦(就像水流過(guò)橋墩一樣)。
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漩渦頻率與流速成正比:這些漩渦脫落的頻率(即每秒產(chǎn)生多少個(gè)漩渦)與蒸汽的流速成嚴(yán)格的線性正比關(guān)系。流速越快,漩渦產(chǎn)生得就越快。
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檢測(cè)頻率:流量計(jì)內(nèi)置的傳感器(如壓電晶體)會(huì)檢測(cè)這些漩渦產(chǎn)生的微小壓力變化,并將其轉(zhuǎn)換為脈沖電信號(hào)。
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計(jì)算流量:儀器通過(guò)計(jì)算這個(gè)脈沖信號(hào)的頻率,就能精確地知道蒸汽的流速。再結(jié)合管道的橫截面積,就能計(jì)算出體積流量。
針對(duì)蒸汽測(cè)量的關(guān)鍵點(diǎn)
蒸汽是一種特殊介質(zhì),測(cè)量時(shí)需要特別注意:
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測(cè)量的是體積,但我們需要質(zhì)量
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必須進(jìn)行“溫壓補(bǔ)償”
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這是渦街測(cè)蒸汽的核心環(huán)節(jié)。為了得到準(zhǔn)確的質(zhì)量流量,必須同時(shí)測(cè)量蒸汽的溫度和壓力。
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流量計(jì)或配套的積算儀內(nèi)部存儲(chǔ)了蒸汽的密度表。通過(guò)實(shí)時(shí)測(cè)量的溫度和壓力值,查表得到當(dāng)前工況下的蒸汽密度。
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最終質(zhì)量流量 = 體積流量 × 蒸汽密度
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區(qū)分蒸汽狀態(tài)
優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)
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優(yōu)點(diǎn):
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缺點(diǎn):
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對(duì)管道振動(dòng)較敏感,需避免強(qiáng)振動(dòng)場(chǎng)合。
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安裝有直管段要求(通常前10D,后5D,D為管徑),以保證流體穩(wěn)定。
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測(cè)量低速流體時(shí),信號(hào)較弱。
總結(jié)
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),渦街測(cè)蒸汽就是一個(gè)“數(shù)漩渦”來(lái)算速度,再結(jié)合“溫壓補(bǔ)償”來(lái)?yè)Q算成準(zhǔn)確質(zhì)量”的過(guò)程。它是工業(yè)上測(cè)量蒸汽最常用、技術(shù)非常成熟的方案之一。