渦街蒸汽流量計

一、渦街蒸汽流量計原理

在蒸汽流體中設置三角柱型旋渦發(fā)生體，則從旋渦發(fā)生體兩側交替地產生有規(guī)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(fā)生體下游非對稱地排列。
設旋渦的發(fā)生頻率為f，被測介質平均流速為V1，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d，表體通徑為D，即可得到以下關系式：

f=SrV1/d=SrV/md 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（1）
式中　　V1--旋渦發(fā)生體兩側平均流速，m/s；
Sr--斯特勞哈爾數；
m--旋渦發(fā)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
qv=πD2V/4=πD2mdf/4Sr 　　　　　　　　　　　　　　　　(2)
K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 　　　　　　　　　　　　　　　　 (3)
式中 K--流量計的儀表系數，脈沖數/m3（P/m3）。
K除與旋渦發(fā)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(fā)生體形狀及雷諾數有關，圖2所示為圓柱狀旋渦發(fā)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

(4) 
圖2 斯特勞哈爾數與雷諾數關系曲線
式中 qVn，qV--分別為標準狀態(tài)下（0℃或20℃，101.325kPa）和工況下的體積流量，m3/h； 
Pn，P--分別為標準狀態(tài)下和工況下的壓力，Pa；
Tn，T--分別為標準狀態(tài)下和工況下的熱力學溫度，K；
Zn，Z--分別為標準狀態(tài)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(fā)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(jiān)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。
　　蒸汽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(jié)流式流量計的理想替代產品。
　　
    為了使用方便，電池供電的就地顯示型蒸汽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(jié)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。

二、技術參數

◆測量介質：蒸汽

◆口徑規(guī)格：DN15~DN300

◆連接方式：法蘭卡裝式、法蘭連接式

◆流量測量范圍 正常測量流速范圍 雷諾數1.5×104～4×106；氣體5～50m/s; 液體0.5～7m/s 

◆測量精度：1.5級

◆被測介質溫度:常溫–25℃～100℃

◆高溫–25℃～150℃ -25℃～250℃

◆輸出信號 脈沖電壓輸出信號 高電平8～10V 低電平0.7～1.3V

◆脈沖占空比約50%,傳輸距離為100m

◆脈沖電流遠傳信號 4～20 mA,傳輸距離為1000m

◆儀表使用環(huán)境 溫度:-25℃～+55℃ 濕度:5～90% RH50℃

◆材質 不銹鋼, 鋁合金

◆電源 DC24V或鋰電池3.6V

◆防爆等級 本安型iaIIbT3-T6

◆防護等級 IP65

三、特點

結構簡單而牢固，無可動部件，可靠性高，長期運行十分可靠。

安裝簡單，維護十分方便。

檢測傳感器不直接接觸被測介質，性能穩(wěn)定，壽命長。

輸出是與流量成正比的脈沖信號，無零點漂移，精度高。

測量范圍寬，量程比可達1：10。

壓力損失較小，運行費用低，更具節(jié)能意義。

四、選型

五、安裝

管道情況

渦街流量計的安裝要求有一定的前后直管段，常見情況如下（D為管道的直徑）：

安裝條件

1. 傳感器應安裝在水平、垂直、傾斜(液體流向自下而上)的與其通徑相同的管道上。傳感器的上游 和下2游應配置一定長度的直管段，其長度應符合前直管段15～20D，后直管段5～1OD的要求。

2. 安裝液體傳感器的附近管道內應充滿被測液體。

3. 傳感器應避免安裝在有強烈機械振動的管道上。

4. 直管段的內徑盡可能與傳感器通徑*，若不能*，應采用比傳感器通徑略大的管道，誤差 要≤3%，并不超過5mm。

傳感器應避免安裝在有較強電磁場干擾、空間小和維修不方便的場合。