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变径整流器能否用于涡街流量计测量,它的作用是什么(me)?
变径整流器能否用于涡街流量计测量,它的作用是(shì)什么?
在管道流量测量过程中,液体速度(dù)分布不均匀和管道中(zhōng)存在旋流是一(yī)些流量计(主要(yào)是速度流量计)测(cè)量(liàng)精度和运行稳定性差的主要原(yuán)因,尤其是涡街流量计、孔板流量计、差(chà)压流量计和旋进(jìn)旋涡,对流量计的测量效果有严重影响(xiǎng),因此(cǐ)目前的旋进旋涡流量计(jì)都是自给式整流器。管道内液体流速不均匀(yún)、产生旋流的原因是流量计上游管道存在其他障碍物,如管道结构、阀门、泵、接头错位或焊接毛刺、垫片伸入管(guǎn)道(dào)等。为(wéi)了克服管道中流速分布不均(jun1)匀,消除涡流,在上游管道(dào)中安装一束导管(或其他元件),形成整流器。这就是为(wéi)什么要装整流器。整流器也是(shì)流量计量系统的主要附属(shǔ)设备。
经过长(zhǎng)期的研究和实践,传统的流体整流器(qì)已经(jīng)成熟(shú)。一般是用屏障分隔流(liú)道来调节管道内的流速(sù)分布,达到精馏的目的;这种整流器主要用于实验室和(hé)流量校准系(xì)统。但是这种方法容易造成污垢堵塞,增加阻力损失,因此在工业(yè)管道中很少使用。
涡街(jiē)流量计因其独特的性能而(ér)受到人们的重视,并得到了广泛的应(yīng)用。然而,仍然有两个问题困扰着人们。第一,由于上游管阻的干扰,流场扭(niǔ)曲(qǔ),影响涡流的正常分离。为了克服流(liú)场的扰动,需要在仪表前安装一根长直管(一(yī)般为(wéi)工艺管道内(nèi)径的15~40倍),这在实际现场很(hěn)难满足。二(èr)、涡街流量计(jì)的主要特点之一是测量范围广,一般在(zài)10:
1左右。应该说(shuō)这么宽的测量范围(wéi)应该是性能优异的,但是在实际(jì)工业应用中,大流量远低于仪器的上限值(zhí),而小流量往往低于仪器的下限值。有些仪器往往在下限流量附近(jìn)工作,导致仪器测量精度下降,此时信号较弱,仪器抗干扰能力也下降。为了测量(liàng)小流量,人们经(jīng)常使用传统的圆台内腔减速器(qì),通过减小直径来(lái)增加(jiā)测量处的流量。涡街流量计在正常流量范围内(nèi)工作,但这种变径方式结(jié)构尺寸较大(一般长度为工艺管道内径的(de)3~5倍(bèi))。同(tóng)时,由(yóu)于流体流经变径管,在变径处产生大量的旋转流群,增(zēng)加了局部阻(zǔ)力损(sǔn)失,使流场发生畸变。因此,在变径机和整(zhěng)流仪表之间必须(xū)安装(zhuāng)一根长度大于工艺管道内(nèi)径15倍的直(zhí)管,这样(yàng)增加了沿途的阻力损失(如图(tú)1所示)。这种方法增加了施工成本,给加工和安装带来不便(biàn)。
首先需要指(zhǐ)出的(de)是,传统的渐缩管可(kě)以缩小直径,配合较小直径的(de)流量计(jì),达到测量小流量的目的(de),但这种方法(fǎ)不能扩大流量计的(de)量程比,因为它(tā)不改变(biàn)管道的(de)流速分布状态。众所周知,
涡街流量计的理论和推导都是建立在(zài)无(wú)限均匀流场的基础(chǔ)上,但在实际的封闭圆管中,它是一个(gè)非(fēi)均匀流场,截面内的(de)速度分布是旋转抛物面。虽然选择合理的塔型是为了使塔两侧弧形面上的速度分布均匀,但实际上回转抛物面的速度分布对工(gōng)艺管道的影响是客观(guān)存在(zài)的。实验表明,当流量相对较大时,影响(xiǎng)较小,或者影响在允许范围内;但是随着流量的降低,这(zhè)种影响也在增加。从大量(liàng)的校(xiào)准(zhǔn)数据来看,仪器常(cháng)数总是随着流(liú)速的降低而增加。这说明采样点(diǎn)的流(liú)量和(hé)平均流量的差距越来越大。