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VSF自20世紀(jì)70年代在工業(yè)上應(yīng)用以來,由于它具有一些突出的特點,受到用戶歡迎,并得到迅速發(fā)展。像它這樣開發(fā)只有20多年即已躋身通用流量計 之列,在流量計中是少有的。由于應(yīng)用時間短,無論理論研究或?qū)嵺`經(jīng)驗都比較薄弱,不免出現(xiàn)一些問題,這是不足為怪的。多年實踐證明,VSF的選用(選型和 使用)是用好流量計的關(guān)鍵環(huán)節(jié),因此儀表制造廠應(yīng)加強售前服務(wù),即幫助用戶選型,并在安裝投用上給予指導(dǎo)。只要抓住這一環(huán)節(jié),該流量計不失為一種性能不錯 的流量計。
20世紀(jì)90年代中后期世界范圍內(nèi)VSF在流量儀表總量中,臺數(shù)約占3%~5%,每年5萬~6萬臺,金額占4%~6%;在我國銷售臺數(shù)約占流量儀表總 量(不包括*表和水 表及玻璃管浮子流量計)的6%~8%,每年1.5萬~2萬臺。
2. VSF的口徑選擇
VSF的儀表口徑及規(guī)格選擇很重要,它類似于差壓流量計節(jié)流裝置的設(shè)計計算,要遵循一些原則進行選擇。儀表口徑選擇步驟如下。
首先必須明確以下工作參數(shù)。
1)流體名稱,組分;
2)工作狀態(tài)的zui大、常用、zui小流量;
3)zui高、常用、zui低工作壓力和工作溫度;
4)工作狀態(tài)介質(zhì)的粘度。
VSF的輸出信號是與工作狀態(tài)的體積流量成正比的,因此如已知氣體流量是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積流量或質(zhì)量流量時,應(yīng)把它換算成工作狀態(tài)下的體積流量qv
qv=qn(pnTZ/pTnZn) m3/h (9)
式中 qv,qn--分別為工作狀態(tài)和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量,m3/h;
P,Pn--分別為工作狀態(tài)和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的壓力,Pa;
T,Tn--分別為工作狀態(tài)和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的熱力學(xué)溫度,K;
Z,Zn--分別為工作狀態(tài)和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣體壓縮系數(shù)。
工作狀態(tài)下介質(zhì)的密度ρ和體積流量qv
ρ=ρn(pTnZn/ pnTZ) ?。?0)
式中 ρ,ρn--分別為工作狀態(tài)和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的介質(zhì)密度,kg/m3;
其余符號同上。
qv =qm/ρ ?。?1)
式中 qm--質(zhì)量流量,kg/h。
下面需要選擇傳感器口徑。傳感器口徑選擇主要是對流量下限值進行核算。它應(yīng)該滿足 兩個條件:zui小雷諾數(shù)不應(yīng)低于界限雷諾數(shù)(ReC=2×104)和對于應(yīng)力式VSF在下限流量 時旋渦強度應(yīng)大于傳感器旋渦強度的允許值(旋渦強度與升力ρU2成比例關(guān)系),對于液體 還應(yīng)檢查zui小工作壓力是否高于工作溫度下的飽和蒸氣壓,即是否會產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象。
這些條件用數(shù)學(xué)式可表示如下(12-14)
式中 qVmin,qV0min--分別為工作狀態(tài)和校準(zhǔn)狀態(tài)下的zui小體積流量,m3/h;
(qVmin)ρ--滿足旋渦強度要求時zui小體積流量,m3/h;
(qVmin)υ--滿足zui小雷諾數(shù)要求時zui小體積流量,m3/h;
ρ,ρ0--分別為工作狀態(tài)和校準(zhǔn)狀態(tài)下介質(zhì)的密度,kg/m3;
υ,υ0--分別為工作狀態(tài)和校準(zhǔn)狀態(tài)下介質(zhì)的運動粘度,m2/s;
Pmin--zui小工作壓力,Pa;
△p--zui大流量時傳感器的壓力損失,Pa,
△p=CD(ρU2/2),CD≈2
U--管道平均流速,m/s;
PV--工作溫度下液體的飽和蒸氣壓,Pa。
比較(qVmin)ρ,和(qVmin)υ:
若(qVmin)υ≥(qVmin)ρ,可測流量范圍為(qVmin)ρ~qVmax,線性范圍為(qVmin)υ~qVmax;
若(qVmin)υ<(qVmin)ρ,可測流量范圍和線性范圍為(qVmin)ρ~qVmax。
流量測量范圍的確定還應(yīng)檢查是否處于儀表的*工作范圍(即上限流量的1/2~2/3處)。表4示有某型號渦街流量計特定校準(zhǔn)條件下各種口徑的流量測量范圍。
表4 某型號渦街流量計特定校準(zhǔn)條件下流量測量范圍
口徑DN/mm | 液體/(m3/h) | 氣體/(m3/h) | ||
標(biāo)準(zhǔn)測量范圍 | 可選測量范圍 | 標(biāo)準(zhǔn)測量范圍 | 可選測量范圍 | |
20 | 1.2~12 | 1~15 | 6~50 | 5~77 |
25 | 1.6~16 | 1.6~18 | 8~60 | 8~120 |
40 | 2~30 | 2~48 | 18~180 | 18~310 |
50 | 3~50 | 3~70 | 30~300 | 30~480 |
80 | 15~150 | 10~170 | 70~700 | 70~1230 |
100 | 20~200 | 15~270 | 100~1000 | 100~1920 |
125 | 36~360 | 25~450 | 150~1500 | 140~3000 |
150 | 50~500 | 40~630 | 200~2000 | 200~4000 |
200 | 100~1000 | 80~1200 | 400~4000 | 320~8000 |
250 | 150~1500 | 120~1800 | 600~6000 | 550~11000 |
300 | 200~2000 | 180~2500 | 1000~10000 | 800~18000 |
表5 飽和水蒸氣質(zhì)量流量范圍
……
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