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管道變徑在渦街流量計測控中的運用

更新時間:2018-01-23      點擊次數(shù):3223

    在工業(yè)生產(chǎn)中有時會遇到管道與測量儀表的口徑不一致的情況,或者管道比較長需要經(jīng)過彎道或者縮小、變大的情況,這些都需要在安裝過程中用變徑來實現(xiàn)。首先應(yīng)該指出,傳統(tǒng)的變徑管可以經(jīng)過縮徑,并配以較小口徑的流量計來達(dá)到測量小流量的目的,但是這種方法不可能擴大儀表的量程比,因為它并末改變管道的流速分布狀態(tài)。我們知道,渦街流量計的理論及推導(dǎo)是基于在無窮大的均勻流場中得到的,而在實際封閉圓管中,卻是非均勻流場,橫斷面的流速分布是一回轉(zhuǎn)拋物面,雖然選擇合理的柱型,使柱體兩側(cè)弓形面的流速分布均勻,但實際上,工藝管道上回轉(zhuǎn)拋物面的流速分布的影響是客觀存在的。實驗表明在比較大的流量時,這個影響較小,或說這個影響在允許的范圍內(nèi);但隨著流量的下降,這個影響越來越大,從大量標(biāo)定數(shù)據(jù)看,儀表常數(shù)總是隨著流量的減小而增大。這說明取樣點的流速與平均流速差異越來越大。
采用了變徑整流器后,由于縮經(jīng)斷面的流速在逐漸增大,在斷面上各點流速的增加是不一樣的,靠近中心流速增加小,而靠近喉徑邊沿處流速增加大。 
傳統(tǒng)的流體整流器經(jīng)長期的研究與實踐已趨于成熟,它一般采用阻隔體分隔流道來調(diào)整管道內(nèi)的速度分布,以達(dá)到整流的目的;這一類整流器主要用于實驗室和流量標(biāo)定系統(tǒng)。但這種方法易引起污物堵塞和增加阻力損失,所以在工業(yè)管道上很少采用渦街流量計由于其*的性能,一直受到人們重視,并己到了廣泛的應(yīng)用,但仍有以下兩個方面的問題困擾著人們:
*,渦街流量計主要特點之一是量程寬,一般在10:1左右,應(yīng)該說這樣寬的測量范圍應(yīng)屬比較優(yōu)良的性能,但在實際工業(yè)應(yīng)用中,Z大流量遠(yuǎn)低于儀表的上限值,Z小流量又往往會低于儀表的下限值,一些儀表經(jīng)常工作在下限流量附近,造成儀表的計量準(zhǔn)確度下降,這時信號較弱,儀表的抗干擾能力也下降。
第二,由于儀表上游管道阻流件的干擾,流場發(fā)生畸變,影響旋渦正常撥離。為了克服流場擾動,儀表前需要配裝較長直管道(一般為15~40倍的工藝管內(nèi)徑的長度),而在實際現(xiàn)場是很難滿足的。
為了測量小流量,人們往往采用內(nèi)腔形狀為園臺的傳統(tǒng)變徑管,經(jīng)過縮徑提高測量處的流速。使渦街流量計工作在正常流速范圍內(nèi),但這種變徑方式,結(jié)構(gòu)尺寸大(一般長度為工藝管內(nèi)徑的3~5倍),同時,由于流體流經(jīng)變徑管,在變徑處產(chǎn)生大量旋轉(zhuǎn)流團(tuán),增大局部阻力損失,也使流場發(fā)生畸變。所以必須在變徑管與儀表之間加裝大于15倍工藝管內(nèi)徑長度的直管道進(jìn)行整流,且增加了沿程阻力損失,這種方法增加施工成本,也給加工、安裝帶來不便。

渦街流量計在安裝時對變徑的要求:

1.流量計對安裝點上的上下游直管段一定的要求,否則會影響測量精度;
2.若流量計安裝點上的上游有漸縮管,流量計上游應(yīng)有不小于15D(D為管道直徑)的等徑直管段,下游應(yīng)有不小于5D的等徑直管段;
3.若流量計安裝點上的上游有漸擴管,流量計上游應(yīng)有不小于18D(D為管道直徑)的等徑直管段,下游應(yīng)有不小于5D的等徑直管段;
4.若流量計安裝點上游有90°彎頭或下行接頭,流量計上游應(yīng)有不小于20D的等徑直管段,下游應(yīng)有不小于5D的等徑直管段;
5.若流量計安裝點上游在同一平面上有90°彎頭,流量計上游應(yīng)有不小于25D的等徑直管段,下游應(yīng)有不小于5D的等徑直管段;
6.流量調(diào)節(jié)閥壓力調(diào)節(jié)閥盡量安裝在流量計下游5D以遠(yuǎn)處,若必須安裝在流量計的上游,流量計上游應(yīng)有不小于25D的等徑直管段,下游應(yīng)有不小于5D的等徑直管段;
7.流量計上游若有活塞式或柱塞式泵,活塞式或羅茨式風(fēng)機、壓縮機,流量計上游應(yīng)有不小于25D的等徑直管段,下游應(yīng)有不小于5D的等徑直管段。

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