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變徑整(zhěng)流器能否用於渦街流量計測量,它的作用(yòng)是什麽?
變徑整流器(qì)能否用於渦(wō)街流量計測量,它的作用是什麽(me)?
在管道流量測量過程(chéng)中,液體速度分布不均勻和管道中存在旋流是一(yī)些流(liú)量計(主要是速度流量(liàng)計)測量精度和運行穩(wěn)定性差的(de)主要原因,尤其(qí)是渦(wō)街流量計、孔板流量計、差壓流量計和旋進旋渦,對流量計(jì)的測量效果有(yǒu)嚴重影響,因此目前的旋進(jìn)旋渦流量計都是自給式整流器。管道內液體流速不均勻、產生旋流的(de)原因是流量計上遊管道存在其他障礙物,如管道結構、閥門、泵、接頭錯位或(huò)焊(hàn)接毛(máo)刺、墊片伸入管道等。為了克服管道中(zhōng)流速分(fèn)布不均勻,消除渦流,在上遊管道中安裝(zhuāng)一(yī)束導管(或其他元件),形成整流器。這就是為什麽要裝整流器。整流器也是流量計量係統(tǒng)的主要附(fù)屬設備。
經過長期的研究和實踐,傳統的流體整流器已經成熟。一般(bān)是用屏障分隔流道(dào)來調節管道內的流速分(fèn)布,達到精餾的目的;這種整流器主(zhǔ)要用於實驗室和流(liú)量校準係統。但是這種方法容易(yì)造成汙垢堵塞,增加阻力損失,因此在工(gōng)業管道中很少使用。
渦街流量計因其獨特的性能而受(shòu)到人們的重視,並得到了廣泛的應用。然而,仍然有兩個問題(tí)困擾著人們。第一,由於上遊管阻(zǔ)的(de)幹擾,流場扭曲,影(yǐng)響渦流的正常分離。為了克服流場的擾動,需要在儀表前安裝(zhuāng)一根長直管(一般為工藝管(guǎn)道內徑的15~40倍),這在實際現場很難滿足。二、渦街流量計的主要特點之一是(shì)測量範圍廣,一般在10:
1左右。應該說(shuō)這麽寬的測量範圍(wéi)應該是性能優異的,但是在實際工業應(yīng)用中(zhōng),大(dà)流量(liàng)遠低於儀器的上限值,而小流量往往低於(yú)儀器的下限值。有(yǒu)些儀器往往在下限流量附近工作,導致儀器測量精度下降(jiàng),此時信號(hào)較弱,儀器抗幹擾能力(lì)也下降。為了測量小流量,人們經常使用傳統的圓台內腔減速(sù)器,通過減小直徑來增加測(cè)量處的流(liú)量。渦街流量計(jì)在正常流量範圍內工作,但這種變(biàn)徑方(fāng)式結構尺寸較大(一般長度為工藝管道內徑的3~5倍)。同時,由於流體流經變(biàn)徑管,在變徑處(chù)產(chǎn)生大量的旋轉流群,增加了局部阻(zǔ)力損失,使流(liú)場發生畸變。因此,在變(biàn)徑機和整流(liú)儀表之間必須安裝一根長度(dù)大於工藝管道內(nèi)徑15倍的直管,這樣增加了沿途的阻力損失(如圖1所示)。這種方法增加了施工成本,給加工和(hé)安(ān)裝帶來不便。
首先需要指出(chū)的是,傳統的漸縮管可以縮小直徑,配合較小直徑的(de)流量計,達到測量小(xiǎo)流量的目的,但這種方法不能擴大流量計的量程比,因為(wéi)它不(bú)改變管道的(de)流速分布狀態。眾所周知,
渦街流量計的理論和(hé)推導都是建立在無限均勻流場的基礎上,但在實際的(de)封閉圓管中,它是一個非均勻流場,截麵內的速度分布是旋轉拋物麵(miàn)。雖然選擇合理的塔型是為了使塔兩側弧形麵上的速度分(fèn)布均勻,但實際上回(huí)轉拋物麵(miàn)的(de)速度分布對工藝管道的影(yǐng)響是客(kè)觀存在的。實驗表明,當流量相對較大時,影響較小,或者影響在允許範圍內;但(dàn)是隨著流量的降低,這種影響也在增加。從大量的校準數據來看,儀器(qì)常數總是隨著流速的降低而增(zēng)加。這說(shuō)明采樣(yàng)點的流量和平均流量的差距越來越大。