液體(tǐ)卡箍(gū)式渦街流量計量程範圍
一.適用流量範圍和儀表口徑的確定(dìng)
儀表口徑的選擇,根據流量範圍來確定。不同口徑液體卡箍式渦(wō)街流量(liàng)計的(de)測量範圍是不一樣的。即使同一口徑流量表,用於不同介質時,它的測量範圍也是不一(yī)樣的。實際可測(cè)的流量範圍需要通過計算確定。
(一)參比條件下空氣(qì)及水的流量範圍,見表(二),參比條件如下:
1.氣體:常溫(wēn)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(shuǐ) , t=20℃ , ρ =998.2kg/m3 , υ =1.006×10-6m2/s。
(二)確定(dìng)流(liú)量範圍和儀表口徑的基本(běn)步驟:
1.明確(què)以下工作參數。
(1)被測介質的名稱、組份
(2)工作狀態的(de)*小(xiǎo)、常用、*大流(liú)量(liàng)
(3)介質的*低(dī)、常用、*高壓力和溫(wēn)度
(4)工作狀態下(xià)介(jiè)質(zhì)的粘度
2.液體卡箍式渦街流量(liàng)計測量的是介質的工作狀態體積流量,因此應先根據工藝(yì)參數求出介質的工作狀態體積(jī)流(liú)量,相關公式如下:
(1)已知氣體標準狀態體積流量,可通(tōng)過以下公式(shì)求出工況體積流量
(2)已知氣體標準(zhǔn)狀態密度ρ ,可(kě)通(tōng)過以下公式求出工況密度
(3)已知質量流量 Qm換算(suàn)為體積流量 Qv
式中:
Qv:介質在工況狀態下的體積流(liú)量(m3/h)(Qv=3600f/K K:儀表係數 )
Qo:介(jiè)質在標準狀態下的體積流量(Nm3/h)
Qm:質量流量 (t/h)
ρ:介質在工況狀態下的密度(dù)(kg/m3)
ρ o:介質在標(biāo)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(xiàn)流量的確定。液體卡箍式渦街流量計的上限適用流量一般可不計算,液體卡箍式(shì)渦街流量計(jì)口徑的選擇主要是對流量下限的計算。下限流量的計算(suàn)應(yīng)該滿足(zú)兩個條(tiáo)件:*小雷諾數不應低(dī)於界限雷諾數(Re=2×104);對於應力式液體卡箍式渦街(jiē)流量計在下(xià)限流(liú)量時產生的旋(xuán)渦強度應大於傳感(gǎn)器(qì)旋渦(wō)強度的允許值(旋渦強度與(yǔ)升力ρ v2成(chéng)比例關係(xì))。這些(xiē)條件可表示如下:
由(yóu)密度(dù)決定的工況可測下(xià)限(xiàn)流量:
由運動粘度決定的線性下限流量:
式中:
Qρ:滿足旋渦強度(dù)要求的*小體積流量(m3/h)
ρ 0:參比條件下介(jiè)質的密度
Qυ:滿足*小雷諾數要求的(de)*小線性體積流(liú)量(m3/h)
ρ:被測介質工況密度(kg/m3)
Q0:參比條(tiáo)件下(xià)儀表的*小體積流量(m3/h)
υ:工作(zuò)狀態下介質的運動粘度(m2/s)
υ o:參(cān)比條件下介質的運動粘度(m2/s)
通過公式(6)、(7)計算出 Qρ 和 Qν 。比較 Qρ 和 Qν ,確定流量儀表可測(cè)下限(xiàn)流量和線性下(xià)限流(liú)量:Qυ ≥Qρ :可測流量(liàng)範圍為 Qρ ~Qmax , 線性流(liú)量範圍為 Qυ ~Qmax
Qυ <Qρ:可測流量範圍(wéi)和線(xiàn)性流量範圍為Qρ ~Qmax
Qmax:液體卡箍(gū)式渦街流量計(jì)的上限體積流量(m3/h)
4.儀表上限流量(liàng)以表(二)中的上限流量(liàng)為準.氣體的上限流速應該小於 70m/s,液體的上限流速應(yīng)該小(xiǎo)於 7m/s
5.當用戶測量的介質為蒸(zhēng)汽時(shí),常采用的計量(liàng)單位是質量流量,即:t/h 或(huò) Kg/h。由於蒸汽(過熱蒸(zhēng)汽和飽和蒸汽)在不同溫度和壓力下的密(mì)度是不同的,因此蒸汽流量(liàng)範圍(wéi)的確定可由公式(8)進行計算得出
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(duì)工藝管線是否有影響,公式(單位:Pa):
式中:
Δ p:壓力損失(Pa) Cd:壓力損失係數
ρ :工況介質密度(dù)(kg/m3)V:平均流速(m/s)
7.被測介質為液體時,為防止氣化(huà)和氣蝕,應(yīng)使(shǐ)管道壓力符合以下(xià)要求:
式中:
Δ p:壓(yā)力損失(shī)(Pa)
p0:工作溫(wēn)度下液體的飽和蒸汽壓(Pa 絕壓)
Po:流體的(de)蒸(zhēng)汽壓力 (Pa 絕壓)
8.液體卡箍式渦街流量計不適合測量高粘度液體。當(dāng)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(suàn)如果有(yǒu)兩種口徑都可滿足(zú)要求(qiú),為(wéi)了提高測量效果、降低造價,應選用口徑較(jiào)小的表。應該注意的是,盡可能(néng)使常用量處在(zài)流量範圍上限的 1/2~2/3
(三)選型舉例:
例一:已知氣體壓力和溫度及標況下的流量時
某壓縮空氣,標況流量範圍為QN=1200-12000Nm3/h,壓力 P=0.7Mpa(表壓),溫度 t=30℃。試確(què)定(dìng)流量計口(kǒu)徑。
步驟一:計算壓縮空氣的工(gōng)況(kuàng)體積流量
由公式(3):
工況使用下(xià)限體積流量為:
Qvmin=QN×0.101325×(273.15+t)/293.15/(P +0.1)=1200×0.101325×(273.15+30)/293.15/(0.7 +0.1)=157(m3/h)
工況(kuàng)使用流(liú)量(liàng)上限為: Qvmax=1570(m3/h)
步驟二:根據使(shǐ)用工況流量(liàng)範圍 157-1570m3/h,查表(二),滿足下限流量條件的流量(liàng)計為 DN80、DN100 和 DN125,考慮到上限(xiàn)流量 1270m3/h及使用效果和經濟成本,初選 DN100, DN100流量計的工況流量範圍是(shì) 100-1700m3/h,接(jiē)近使用流量範圍,初選(xuǎn) DN100 流量計,但(dàn)應具體核算 DN100 流(liú)量計在(zài)該(gāi)工況條件下的可測(cè)下限流量(liàng)。核算 DN100 流量計在該工況(kuàng)條件下的可 測下限流量:
由(yóu)公式(4)及公式(shì)(6):
即,流量計在該工況條件下的可測下限流量是37.46m3/h,遠小於(yú)要求的工況下限流量 157m3/h,確定選用 DN100 流量計。
例二:已知蒸汽壓力和溫度(dù)及工況流量時
測量介質為過熱蒸汽,蒸汽溫度為 320℃,壓力為 1.5MPa(絕壓(yā)),流量範圍為 3t/h~25t/h, 試 確定流量計口徑。
步驟一:計算蒸汽的等(děng)效空氣參比條(tiáo)件下(xià)的體(tǐ)積流量(liàng)範圍,經查附表(二),該狀態下蒸汽(qì)的密度為:5.665Kg/m3,由公式(shì)(8) :
步驟二:根據等效參比流量範圍 765-6379m3/h,查 表(二),比較適合該流量範圍為 DN200 口徑。
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