摘要:蒸汽貿(mào)易結(jié)算計量器具中,渦街流量計已得到廣泛的應用,目前國內(nèi)對渦街流量計的檢定介質(zhì)通常為空氣,不可避免地對檢定結(jié)果有-定的影響。通過對渦街流量計蒸汽標定和空氣標定的對比試驗,初步得到了在不同檢定介質(zhì)下標定后檢定數(shù)據(jù)的差別。
1引言
蒸汽作為工作流體和熱傳導的介質(zhì),已廣泛應用于集中供熱、電廠的動力源和石化等生產(chǎn)工藝過程中的熱源、加濕源等。而在蒸汽貿(mào)易結(jié)算計量器具中，渦街流量計因其壓力損失小，量程范圍大,精度高而得到了廣泛應用。隨著蒸汽節(jié)能越來越引起石化、電廠、集中供熱、食品、醫(yī)藥鋼鐵等行業(yè)的重視，渦街流量計在蒸汽標定下和在空氣標定下的差別,引起了相關企業(yè)的關注。通過試驗,初步探討了渦街流量計在蒸汽標定和空氣標定下的差別。
2渦街流量計的工作原理與分類
2.1工作原理
把一個非流線型阻流體垂直插入管道中，隨著流體繞過阻流體流動,產(chǎn)生旋渦分離現(xiàn)象,形成有規(guī)則的旋渦列,左右兩側(cè)旋渦的旋轉(zhuǎn)方向相反,見圖1,這種旋渦稱為卡門渦街。根據(jù)卡門，這些渦列多數(shù)是不穩(wěn)定的，只有形成相互交替的內(nèi)旋的兩排渦列,且渦列寬度h與同列相鄰的兩旋渦的間距l(xiāng)之比滿足h/l=0.281(對圓柱形旋渦發(fā)生體)時,這種渦列是穩(wěn)定的,稱為卡門渦街。產(chǎn)生旋渦分離的阻流體稱為旋渦發(fā)生體。渦街流量計是根據(jù)旋，渦脫離旋渦發(fā)生體的頻率與流量之間的關系來測量流量的儀表。
根據(jù)卡門渦街原理,旋渦頻率f與管內(nèi)平均流速U有如下關系:
式中,u1為旋渦發(fā)生體兩側(cè)平均流速,m/s;d為旋渦發(fā)生體特征寬度,m;Sr為斯特勞哈爾常數(shù),無量綱參數(shù);U為流經(jīng)流量計的流體平均流速,m/s;m為旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道橫截面面積之比,對于直徑為d的圓柱形旋渦發(fā)生體，m為
式中,D為管道內(nèi)徑,m。.
瞬時體積流量qv
式中,qv為通過流量計的體積流量,L/s;f為流量計輸出的信號頻率,Hz;K為渦街流量計儀表系數(shù),1/L。
2.2分類
按傳感器連接方式分為法蘭型和夾裝型;按檢測方式分為熱敏式應力式、電容式、應變式、超聲式、振動體式、光電式和光纖式等;按用途分為普通型、防爆型、高溫型、耐腐型、低溫型、插人式和汽車專用型等;按傳感器與轉(zhuǎn)換器組成分為--體型和分離型;按測量原理分為體積流量計和質(zhì)量流量計。
3渦街流量計的標定
3.1以空氣為檢定介質(zhì)進行標定
表1為采用以空氣為檢定介質(zhì)的流量標準裝置的參數(shù)信息。
3.1.1標定前的準備
通電預熱,按流量計說明書中指定的方法檢查流量計參數(shù)的設置。流量計應在可達到的最大檢定流量的70%~100%范圍內(nèi)運行至少5min,待流體溫度、壓力和流量穩(wěn)定后,進行示值誤差檢定。
3.1.2檢定流量點和檢定次數(shù)的控制
(1)檢定流量點應包含:qmin90.4qmax和qmax;
(2)檢定過程中，每個流量點的每次實際檢定流量與設定流量的偏差不超過設定流量的±5%或不超過±1%qmax;
(3)每個流量點的檢定次數(shù)為6次。
3.1.3示值誤差的計算
流量計各檢定流量點的儀表系數(shù)K為
3.2以蒸汽為檢定介質(zhì)進行標定
表2為采用以蒸氣為檢定介質(zhì)進行標定的流量標準裝置的參數(shù)信息。
為了進行比對試驗,本文以蒸汽為檢定介質(zhì).下進行渦街流量計的標定試驗的標定前的準備、檢定流量點的設置和檢定次數(shù)的選擇均與以空氣為檢定介質(zhì)的標定試驗相同。
4數(shù)據(jù)比較
本次比對試驗采用應力式渦街流量計,精度等級均為1.5級。試驗數(shù)據(jù)與比較見表3和表4,流量計精度等級系列見表5。
5結(jié)論
由表3和表4中的數(shù)據(jù)可以看出,無論是空氣標定還是蒸汽標定,該計量器具均符合JJG1029-2007《渦街流量計》(2]檢定規(guī)程中的要求。但是在不同檢定介質(zhì)下得出的儀表系數(shù)卻差別較大，差別為7.85%。國內(nèi)大多數(shù)檢定機構所使用的氣體流量裝置檢定介質(zhì)為空氣,而對用于蒸汽貿(mào)易結(jié)算渦街流量計進行檢定時,因檢定介質(zhì)不同而引人的誤差是不能忽視的,建議相關用戶在使用前，應根據(jù)現(xiàn)場的實際情況選擇不同的檢測部門,進行實流標定或者空氣標定,盡可能地減少因檢定介質(zhì)和使用介質(zhì)不同而引入的誤差。如果可行的話,相關法定計量機構部門]也可因此進行立項,流量計在不同的檢定介質(zhì)下得出來的數(shù)據(jù)是否有線性關系。
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