蒸汽流量計的測量原理介紹

    蒸汽流量計是根據測量介質來命名的，也就是指可以測量蒸汽流量的流量計。蒸汽流量計有：渦街，孔板，彎管，威力巴，浮子式和旋翼式。流量計的計量效果有2個方面來決定。一是儀表質量好，也就是精度高；二是安裝時要按照說明書的安裝要求。只有這二方面都符合了，搜索那么儀表的計量就是準確的。

    下面以蒸汽渦街流量計為例，帶大家了解蒸汽流量計的測量原理！

    在流體中設置三角柱型旋渦發生體，則從旋渦發生體兩側交替地產生有規則的旋渦，這種旋渦稱為卡門旋渦，如右圖所示，旋渦列在旋渦發生體下游非對稱地排列。

    假設旋渦的發生頻率為f，被測介質平均流速為，旋渦發生體迎流面寬度為d，表體通徑為D，即可得到以下關系式：

    （1）f=SrU1/d=SrU/md

    式中U1--旋渦發生體兩側平均流速，m/s；

     Sr--斯特勞哈爾數；

     m--旋渦發生體兩側弓形面積與管道橫截面面積之比管道內體積流量qv為

    (2)qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr

    (3)K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1

    式中 K--流量計的儀表系數，脈沖數/m3（P/m3）。

    K除與旋渦發生體、管道的幾何尺寸有關外，還與斯特勞哈爾數有關。斯特勞哈爾數為無量綱參數，它與旋渦發生體形狀及雷諾數有關，圖2所示為圓柱狀旋渦發生體的斯特勞哈爾數與管道雷諾數的關系圖。由圖可見，在ReD=2×104～7×106范圍內，Sr可視為常數，這是儀表正常工作范圍。當測量氣體流量時，VSF的流量計算式為：

    式中 qVn，qV--分別為標準狀態下（0oC或20oC，101.325kPa）和工況下的體積流量，m3/h； Pn，P--分別為標準狀態下和工況下的絕對壓力，Pa；Tn，T--分別為標準狀態下和工況下的熱力學溫度，K；Zn，Z--分別為標準狀態下和工況下氣體壓縮系數。 由上式可見，VSF輸出的脈沖頻率信號不受流體物性和組分變化的影響，即儀表系數在一定雷諾數范圍內僅與旋渦發生體及管道的形狀尺寸等有關。但是作為流量計在物料平衡及能源計量中需檢測質量流量，這時流量計的輸出信號應同時監測體積流量和流體密度，流體物性和組分對流量計量還是有直接影響的。

    渦街流量計便是依據卡門旋渦原理進行封閉管道流體流量測量的新型流量計。因其具有良好的介質適應能力，無需溫度壓力補償即可直接測量蒸汽、空氣、氣體、水、液體的工況體積流量，配備溫度、壓力傳感器可測量標況體積流量和質量流量，是節流式流量計的理想替代產品。

    在實際應用中，往往最大流量遠低于儀表的上限值，隨著負荷的變化，最小流量又往往會低于儀表的下限值，儀表并非工作在它的最佳工作段，為了解決這一問題，通常采用在測量處縮徑提高測量處的流速，并選用較小口徑的儀表以利于儀表的測量，但是這種變徑方式必須在變徑管與儀表間有長度為15D以上的直管段進行整流，使加工、安裝都不方便。我公司研制的縱斷面形狀為圓弧的LGZ變徑整流器，具有整流、提高流速及改變流速分布多重作用，其結構尺寸小，僅為工藝管內徑的1/3，與渦街流量計作成一體，不僅不需要另外附加一段直管段，還可以降低對工藝管直管段的要求，安裝非常方便。

    為了使用方便，電池供電的本地顯示型渦街流量計采用微功耗高新技術，采用鋰電池供電可不間斷運行一年以上，節省了電纜和顯示儀表的采購安裝費用，可就地顯示瞬時流量、累積流量等。溫度補償一體型渦街流量計還帶有溫度傳感器，可以直接測量出飽和蒸汽的溫度并計算出壓力，從而顯示飽和蒸汽的質量流量。溫壓補償一體型帶有溫度、壓力傳感器，用于氣體流量測量可直接測量出氣體介質的溫度和壓力，從而顯示氣體的標況體積流量。