淺析（xī）管道蒸汽流量計結構設計及發生體標定要求

管道蒸汽流（liú）量計是20世紀70年代發展起來的一種新型的流量儀表。管道蒸（zhēng）汽流量計（jì）是一種流量測量儀器，主要用於工業管（guǎn）道介質流體的測量（liàng），在（zài）測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘（zhān）度等參（cān）數影響。因為許多優（yōu）點，受到用戶（hù）的（de）歡迎，發展較快，應用不斷擴（kuò）大。**小（xiǎo）編主要來介紹一下管道蒸汽流量（liàng）計功（gōng）能及特點，希望可（kě）以幫助用戶更好的應用產品（pǐn）。一台完整（zhěng）的管道蒸汽流量（liàng）計應由（yóu）表體、發聲體、檢（jiǎn）測元件和信號轉換等組（zǔ）成。 本文通過介紹管道蒸汽流量（liàng）計旋渦發生體的設（shè）計、性能及在幹標定中的應用，使大家更加了解旋渦發聲體，有利於提高管道蒸汽流量計（jì）更好的應用。
通過（guò）以上兩個公式可以（yǐ）看出儀表係（xì）數k與以下因素有關：
（1） St數隻與發生體形狀和雷諾數有關。流體雷諾數（shù）在2×104——7×106 範圍內，St可視為常數。
（2）發生體（tǐ）和測量管的幾（jǐ）何尺寸有關。
可以看出，管道蒸汽流量計（jì）測量準確的前提是必須保證旋（xuán）渦發生體的特征寬度（迎流寬度）d不變，下麵我們的重點（diǎn）討論一下發（fā）生體的性能、作（zuò）用及應用等。
一、旋渦（wō）發生體的性能
用於產生（shēng）渦街流動的非流線型柱體稱為旋渦發生體，它是產生渦街的核心部件。它的主要功能就是在三維的管流場中（zhōng），迫使旋（xuán）渦在其軸間產生同步分離，把三維（wéi）的管流（liú）變成二維的旋渦流。管道蒸汽流量計的流量特性（儀表係數、線性度、範圍（wéi）度）和阻力特性都與發生體的形（xíng）狀（zhuàng）與幾何參數密切相關。大量實踐證明，一種性能優良的發生體應滿（mǎn）足以下幾（jǐ）方麵要求：
1、應有較陡斷（鈍）的（de）截麵形（xíng）狀，具有這種形（xíng）狀的非流線型柱體，是產生旋渦分離的條件。
2、柱（zhù）體的（de）兩側具有明顯的棱（léng）邊，能控製旋渦在發生體的軸線方向上同步分離，並在（zài）較寬的雷諾數範圍內，保（bǎo）持旋渦分離點穩定，這是保持斯特勞哈爾（ěr）數St恒定的必要條件。
3、它是一根均（jun1）勻的柱狀體，在柱體的軸線方（fāng）向上所（suǒ）有的橫截麵（miàn）形狀是相（xiàng）同的（de），均勻的，對稱（chēng）的，這是把三維管流轉變成（chéng）二維的旋渦流的條件。
二、旋渦發生體狀況發生變化而引入的測量誤差
1、發生體銳緣磨損產生的影響
管道蒸汽流量計旋渦發生體的（de）迎流向的兩條棱邊正常情況下是銳利（lì）的，但若被測（cè）流體中含有固形物，則銳緣很容易被磨損而變成圓弧，雖然流量係數K對邊緣的銳（ruì）利度變化（huà）不像孔板（bǎn）流量計那樣敏感，但由於幾何形（xíng）狀和尺寸發生了變化，也會引起流量係數的變化，橫河公（gōng）司對旋渦發生體（tǐ）銳緣變鈍對（duì）流量係數的影響做過測試，隨著銳緣半徑的增大，K係數（shù）不斷增（zēng）大，流量示值成正比增加。所以選擇耐磨性優良（liáng）的材（cái）質製造（zào）發生體，是改善磨損的積（jī）*方法（fǎ）。
2、流體溫度變化對發生體（tǐ）的影響
當溫（wēn）度變化時，溫度引起金（jīn）屬材料幾何尺寸發生變化，包括（kuò）表體、發生體等（特別是測量蒸汽流量時）。由於可能的溫度變（biàn）化大，所引起的影響是很可觀（guān）的，一般需要修正。
3、發生體迎流向堆積產生的影響
當被測流（liú）體中存在黏性顆粒或（huò）夾雜較多纖維狀物質，則可能會逐漸堆積在旋渦發生體迎流麵上，使其幾何形狀和尺寸發生變化，因而流量係數也相應變（biàn）化，據（jù）日本OVal公司工作人員著文透露模擬試驗（yàn）結果。在該公司三角柱發生體端的堆積物厚度為0.01D時，附加誤差為 -2%，為0.02D時，附加誤差為-3.4%。
三、旋（xuán）渦發生體是幹標（biāo）定的核心（xīn）部件
管道蒸汽流量計實流標定會（huì）給儀表的生產企業和用戶帶來巨大的工作量和（hé）經濟上、能源上的耗費。長期以來（lái），人們期望用一種“幹標定（dìng）”方法來（lái）替代繁瑣的實流標定，根（gēn）據管道蒸汽流量計的特點，實（shí）現幹標定是非常可能的必然的，因為渦街具有以下三個關鍵原因：
（1）管道蒸汽流量計無可動的部件，穩（wěn）定性和可靠性較高，是幹標定儀表的（de）必（bì）備（bèi）條件。
（2）幹標定的核心部件——發（fā）生（shēng）體的幾何形狀簡單，經多年的應用，逐步（bù）趨向性能優良的少數幾何發生體。
（3）對渦街流量的儀表係數K的影響量主要是發生體的（de）幾何參（cān）數（shù）與被（bèi）測介質物理性（xìng）質無關。
所以，很多**都（dōu）在研究（jiū）管道蒸（zhēng）汽流量計的幹標定，其中（zhōng）日本取得（dé）了（le）一些進展，在日本工業標準（JISI8766：2002）中寫了有關管道蒸汽流量計幹標定內容，確定（dìng）的標準發生體是公認性能（néng）較好的三角柱形發生體，製定（dìng）了（le）標準發生體具體（tǐ）尺寸參數（略），下麵我們對發生體加工、裝配中產（chǎn）生誤差進行探討，誤差來（lái）源主要來源（yuán）為（wéi）偏角，對稱度、底部縫隙影響三個方麵，通過試驗對他們提出（chū）限定範（fàn）圍，以適應於標定的要求。
（1）偏角是發生體流動方向的軸線與測量管軸線（xiàn）間的夾角，通過在水流試（shì）驗中（zhōng）得出（chū）數據是偏角達到8時，K係數變化達到6.6%-8.24%。在空氣和水中試驗結果大體相同，即偏角必須控製在2以內。
（2）發生體底部（bù）縫隙是指旋渦發生體底部圓弧與表（biǎo）體測量管內壁之間（jiān）的距離，理想的縫隙為無窮小，但不為零，實（shí）際上是做不到的。試驗中發（fā）現縫隙的大小不僅影響儀表係數和線性度，當縫隙較大時，甚至使旋渦不能穩定分離，渦街信號不穩定，噪聲很大，經過試（shì）驗確定縫隙大小應控製（zhì）在（0.02+0.01）mm範圍內。
（3）對稱度即發生體的中心軸（zhóu）線偏離測量管中心線的距離。造成（chéng）發生體不對稱的原因是發生體加工（gōng）不對稱和表體加工的不對稱，不（bú）對稱（chēng）度對儀（yí）表（biǎo）性能的影響主要表現在高流速區域。通過試驗確定發生（shēng）體的不對稱（chēng）度應控製在 0.15mm之內。
通過以上對發生體的簡單論述，我們了解（jiě）到管道蒸汽流量（liàng）計準確度的保證（zhèng），發生體是（shì）個關鍵原因，隻有加工精密，應用合理才能保證管道蒸汽（qì）流（liú）量計的準確可靠，為我們提供準確的計量（liàng）數據（jù）。

上（shàng）一篇：汙水流量用流量計在自動配料係統中應用（yòng）的結果分析

下一篇（piān）：有效提高（gāo）40管道蒸汽流量計計量（liàng）準（zhǔn）確度幾個途（tú）徑