涡街流量计

发布时间:2022-04-25     浏览次数:
涡街流量计

涡街流量计应用 
       ZHLU系列涡街流量计是基于卡门涡街原理研制成功的一种流体振荡型流量检测仪表,其特点是压损小,量程宽,测量精度高,在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响;无可动机械零件,因此可靠性高,维护量小。涡街流量计采用压电应力式传感器,可靠性高,可在-40℃~+320℃的温度范围内工作。其电荷转换器有模拟标准信号,也有数字脉冲信号输出与流量积算仪、PLC、DCS等数字系统配套使用,是一种比较先进、理想的流量仪表。涡街流量计广泛适用于石油化工、冶金、热力、纺织、造纸等行业对工业管道中的气体、液体、蒸汽等多种介质的流量进行计量和控制。
涡街流量计原理
      在流体中设置三角柱型旋涡发生体,则从旋涡发生体两侧交替地产生两列有规则的旋涡,这种旋涡称为卡门旋涡,如下图所示,旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。

设旋涡的发生频率为f,被测介质平均流速为V,旋涡发生体迎流面宽度为d,表体通径为D,即可得到以下关系式:
f=StV1/d=St+V/md                    (1)
式中  V1--旋涡发生体两侧平均流速,m/s;
St--斯特劳哈尔数;
m--旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比

管道内体积流量Qv为
Qv=πD2V1/4=πD2mdf/4St                (2)
K=f/qv=[πD2md/4St]-1                        (3)
式中 K--流量计的仪表系数,脉冲数/m3(P/m3)。
K除与旋涡发生体、管道的几何尺寸有关外,还与斯特劳哈尔数有关。斯特劳哈尔数为无量纲参数,它与旋涡发生体形状及雷诺数有关,图2所示为圆柱状旋涡发生体的斯特劳哈尔数与管道雷诺数的关系图。由图可见,在ReD=2×104~7×106范围内,St可视为常数,这是仪表正常工作范围。当测量气体流量时,只要检测出频率f就可以求得管道内流体的流速,有流速V求出体积流量。所测得的脉冲数与体积量之比称之为仪表常数K,见公式:
                                                    K=N/Q(l/m³)                     (4)


图2 斯特劳哈尔数与雷诺数关系曲线
式中 K=仪表常数(l/m³)
         N=脉冲个数
         Q=体积流量(m³)
由上式可见,输出的脉冲频率信号不受流体物性和组分变化的影响,即仪表系数在一定雷诺数范围内仅与旋涡发生体及管道的形状尺寸等有关。但是作为流量计在物料平衡及能源计量中需检测质量流量,这时流量计的输出信号应同时监测体积流量和流体密度,流体物性和组分对流量计量还是有直接影响的。
涡街流量计便是依据卡门旋涡原理进行封闭管道流体流量测量的新型流量计。因其具有良好的介质适应能力,无需温度压力补偿即可直接测量蒸汽、空气、气体、水、液体的工况体积流量,带温度补偿的涡街流量计(有内补和外补之分)还带有温度传感器,可以直接测量出饱和蒸汽的温度并计算出压力,从而显示饱和蒸汽的质量流量。
技术参数:

型号:
ZHLU系列
测量介质
气体、液体、蒸汽
口径规格
法兰卡装式口径选择: DN15 DN20 DN25 DN32 DN40 DN50 DN65 DN80 DN100 DN125 DN150 DN200 DN250 DN300
法兰连接式口径选择: DN15 DN20 DN25 DN32 DN40 DN50 DN65 DN80 DN100 DN125 DN150 DN200 DN250 DN300
流量测量范围
正常测量流速范围:雷诺数1.5×1044×106;气体550m/s; 液体0.57m/s
正常测量流量范围:液体、气体流量测量范围见产品选型表
流量比:1:6~1:30 正常1:10
测量精度
1.0级(液体) 1.5
被测介质温度
常温–40℃~80 高温0℃~250 最高温到320
输出信号
功能
脉冲电压输出信号(三线制) 高电平810V 低电平0.71.3V 传输距离<100m
电流信号输出:4~20mA(二线制)输出 传输距离<1000m
RS485/232通讯;选带HART协议
仪表使用环境
温度:-25℃~+55 湿度:590% RH50
传感器材质
不锈钢
电源
DC24V或锂电池3.6V或者DC24V与锂电池双供电
隔爆等级
ExdiiBT4~BT6  ExdiiCT4~CT6
防护等级
IP65
涡街流量计产品选型:
型号
口径
流量范围m³/h
液体
气体
饱和蒸汽
ZHLU-15
DN15
0.4~4
3.0~12
3.0~12
ZHLU-20
DN20
0.8~8
6~30
6~30
ZHLU-25
DN25
1~10
9~55
10~85
ZHLU-32
DN32
1.5~18
12~120
14~140
ZHLU-40
DN40
2.2~27
20~200
22~220
ZHLU-50
DN50
4~55
30~300
35~350
ZHLU-65
DN65
14~200
50~500
60~600
ZHLU-80
DN80
9~135
80~800
86~860
ZHLU-100
DN100
14~200
120~1200
135~1350
ZHLU-125
DN125
12~360
200~2000
210~2100
ZHLU-150
DN150
30~450
300~3000
300~3000
ZHLU-200
DN200
56~800
500~5000
550~5500
ZHLU-250
DN250
45~1500
800~8000
850~8500
ZHLU-300
DN300
65~2000
1100~11000
1250~12500
 
代号
功能1
N
无温压补偿
Y
有温压补偿
 
代号
输出信号
   F0                                                    脉冲输出
F1
4-20mA输出(二线制)
F2
4-20mA输出(三线制)
F3
RS485通讯接口
    H                                              选配HART协议功能
 
代号
被测介质
J1
液体
J2
气体
J3
蒸汽
 
代号
  连接方式
L1
法兰卡装式
L2
法兰连接式
  LW                        螺纹连接式(适合口径DN50内)
  WS       卡盘连接式(适合口径DN65内,压力<0.6MPa)
 
代号
功能2
E1
1.0级(适用于液体)
E2
1.5
E3
2.5级(DN15DN20
 
T1
常温
T2
高温
T3
蒸汽
 
P1
1.6MPa
P2
2.5MPa
P3
4.0MPa
 
D1
内部3.6V供电(不带输出)
D2
DC24V供电
 
B1
不锈钢(法兰材质)
B2
碳钢(法兰材质)
涡街流量计的安装设计
        涡街流量计的正确安装是保障仪表正常运行的重要环节,若安装不当,轻则影响仪表的使用精度,重则会影响仪表的使用寿命,甚至会损坏仪表。
(一)安装环境要求:
1、尽可能避开强电设备、高频设备、强开关电源设备。仪表的供电电源尽可能与这些设备分离。
2、避开高温热源和辐射源的直接影响。若必须安装,须有隔热通风措施。
3、避开高湿环境和强腐蚀气体环境。若必须安装,须有通风措施。
4、涡街流量仪表应尽量避免安装在振动较强的管道上。若必须安装,须在其上下游2D处加设管道紧固装置,并加防振垫,加强抗振效果。
5、仪表最好安装在室内,安装在室外应注意防水,特别注意在电气接口处应将电缆线弯成U形,避免水顺着电缆线进入表头放大器壳内导致电路板损坏。
6、仪表安装点周围应该留有较充裕的空间,以便安装接线和定期维护。
(二)仪表管道安装要求:
1、流体条件:单相流充满整个管道,液体中允许有少量汽泡和固体微粒,气体中允许有少量固 体、尘粒和液雾。饱和蒸汽的干度不小于85%。不得有旋转流和脉动流。雷诺数Re>4000。温 度,压力在规定范围内。
2、管道条件:传感器前后应有足够长的圆形直管段,其内径光滑并与通径DN一致。前后直管段视前面状态而变,确保流体为充分发展的流态。
3、安装条件:远离振动源,有振动时在前后直管段2DN处加支架用橡皮减振。传感器通径圆应与前后直管段内径圆保持同心。法兰焊接时,密封夹紧时,管内不得有突出部分。流向应与箭头方 向一致。
4、涡街流量仪表对安装点的上、下游直管段有一定要求,否则会影响介质在管道中的流场,影响仪表的测量精度。仪表的上下游直管段长度要求见下图:
注:调节阀尽可能不安装在涡街流量仪表的上游,而应安装在涡街流量仪表的下游10D处。
5、上、下游配管内径应相同。如有差异,则配管内径Dp与涡街仪表表体内径Db,应满足以下关系:
                    0.98Db≤Dp≤1.05Db
上、下游配管应与流量仪表表体内径同心,它们之间的不同轴度应小于0.05Db
6、仪表与法兰之间的密封垫,在安装时不能凸入管内,其内径应比表体内径大1-2mm
7、温压补偿外补偿测压孔和测温孔的安装设计。被测管道需要安装温度传感器压力变送器时,测压孔应设置在下游3-5D处,测温孔应设置在下游6-8D处,见下图。D为仪表工称口径,单位:mm
8、仪表在在管道上可以水平、垂直或倾斜安装。
9、测量气体时,在垂直管道安装仪表,气体流向不限。但若管道内含少量液体,为了防止液体进入仪表测量管,气流应自下而上流动,如下图a所示
10、测量液体时,为了保证管内充满液体,所以在垂直或倾斜管道安装仪表时,应该保证液体流动方向从下而上。若管道内含少量气体,为了防止气体进入仪表测量管,仪表应安装在管线的较低处如下图b所示
11、测量高温、低温介质时,应注意保温措施。转换器内部(表头壳体内)高温一般不应超过70℃;低温易使转换器内部出现凝露,降低印制电路板的绝缘阻抗,影响仪表正常工作。
 
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