渦街流量計的工作原理是什么?有哪些及常見故
一、渦街流量計的工作原理:
渦街流量計的原理是在流量計管道中,設(shè)置一滯流件,當流體流經(jīng)滯流件時,由于滯流件表面的滯流作用等原因,在其下游會產(chǎn)生兩列不對稱的旋渦,這些旋渦在滯流件的側(cè)后方分開,形成所謂的卡門(Karman)旋渦列,兩列旋渦的旋轉(zhuǎn)方向是相反的,卡門從理論上證明了當h/L=0.281(h為兩旋渦列之間的寬度,L為兩個相鄰旋渦間的距離)時,旋渦列是穩(wěn)定的。
渦街流量計是基于卡門渦街原理制成的一種流體振蕩性流量計。即在流動的流體中放置一個非流線型的對稱形狀的物體(渦街流量傳感器中稱之為漩渦發(fā)生體),就會在其下流兩側(cè)產(chǎn)生兩列有規(guī)律的漩渦即卡門渦街,其漩渦頻率正比于來流速度:F=Stu/d
式中F—渦街頻率d—漩渦發(fā)生體寬度
u—來流速度St—斯特勞哈爾數(shù)
St的值與漩渦發(fā)生體寬度d和雷諾數(shù)Re有關(guān)。當雷諾數(shù)Re<2×104情況下,St為變數(shù):當Re在2×104~7×106的范圍內(nèi),St值基本上保持不變,這段范圍為流量計的基本測量范圍。雷諾數(shù)Re是表征粘性流體流動特性的一個無量綱數(shù),其物理意義是流體流動的慣性力與粘滯力的比值。
上式表明,當d和St為定值時,漩渦產(chǎn)生的頻率F與流體的平均流速u成正比,通過測量漩渦的頻率就可得到流體的流量,利用這一特性制成了渦街流量計。
二、渦街流量計的特點:
1.渦街流量計幾乎可用于一切可形成旋渦列的場合,不僅可用于封閉的管道,還可用于開放的溝槽。
2.應(yīng)用范圍廣,氣體、液體和蒸汽都可測量。
3.渦街流量計沒有可動的機械部件,維護工作量小,儀表常數(shù)穩(wěn)定;與孔板式流量計相比,渦街流量計測量范圍大,壓力損失小,準確度高,不需配導(dǎo)壓管,安裝與維護簡單。
4.但渦街流量計的環(huán)境相關(guān)參數(shù)較多,容易在使用現(xiàn)場被忽略而影響流量計性能的正確發(fā)揮。
5.渦街流量計的測量范圍較大,一般10:1
6.使用時注意避免機械振動,尤其是管道的橫向振動
7.介質(zhì)溫度對渦街流量計的使用性能也有很大的影響
三、渦街流量計常見的故障
?、僦甘鹃L期不準;②始終無指示;③指示大范圍波動,無法讀數(shù);④指示不回零;⑤小流量時無指示;⑧大流量時指示還可以,小流量時指示不準;⑦流量變化時指示變化跟不上;⑧儀表K系數(shù)無法確定,多處資料均不一致。
1、選型方面的問題。有些渦街傳感器在口徑選型上或者在設(shè)計選型之后由于工藝條件變動,使得選擇大了―個規(guī)格,實際選型應(yīng)選擇盡可能小的口徑,以提高測量精度,這方面的原因主要同問題①、③、⑥有關(guān)。比如,一條渦街管線設(shè)計上供幾個設(shè)備使用,由于工藝部分設(shè)備有時候不使用,造成目前實際使用流量減小,實際使用造成原設(shè)計選型口徑過大,相當于提高了可測的流量下限,工藝管道小流量時指示無法保證,流量大時還可以使用,因為如果要重新改造有時候難度太大.工藝條件的變動只是臨時的??山Y(jié)合參數(shù)的重新整定以提高指示準確度。
2、安裝方面的問題。主要是傳感器前面的直管段長度不夠,影響測量精度,這方面的原因主要同問題①有關(guān)。
3、參數(shù)整定方向的原因。由于參數(shù)錯誤,導(dǎo)致儀表指示有誤.參數(shù)錯誤使得二次儀表滿度頻率計算錯誤,這方面的原因主要同問題①、③有關(guān)。滿度頻率相差不多的使得指示長期不準,實際滿度頻率大干計算的滿度頻率的使得指示大范圍波動,無法讀數(shù),而資料上參數(shù)的不一致性又影響了參數(shù)的*終確定,解決辦法是確定參數(shù)重新標定。
4、二次儀表故障。這部分故障較多,包括:一次儀表電路板有斷線之處,量程設(shè)定有個別位顯示壞,K系數(shù)設(shè)定有個別位顯示壞,使得無法確定量程設(shè)定以及K系數(shù)設(shè)定,這部分原因主要向問題①、②有關(guān)。通過修復(fù)相應(yīng)的故障,問題就能得以解決。
5、線路連接問題。部分回路表面上看線路連接很好,仔細檢查,有的接頭實際已松動造成回路中斷,有的接頭雖連接很緊但由于副線問題緊固螺釘卻緊固在了線皮上,也使得回路中斷,這部分原因主要同問題②有關(guān)。
6、二次儀表與后續(xù)儀表的連接問題。由于后續(xù)儀表的問題或者由于后續(xù)儀表的檢修,使得二次儀表的mA輸出回路中斷,對于這類型的二次儀表來說,這部分原因主要同問題②有關(guān)。
7、由于二次儀表平軸電纜故障造成回路始終無指示。由于長期運行,再加上受到灰塵的影響,造成平軸電纜故障,通過清洗或者更換平軸電線,問題可得以解決。
8、對于問題⑦主要是由于二次儀表顯示表頭線圈固定螺絲松,造成表頭下沉,指針與表殼摩擦大,動作不靈,通過調(diào)整表頭并重新固定,問題相應(yīng)解決。
9、使用環(huán)境問題。尤其是安裝在地井中的傳感器部分,由于環(huán)境濕度大,造成線路板受潮,這部分原因主要同問題②、②有關(guān)。解決辦法是改用分體式流量計。
10、由于現(xiàn)場調(diào)校不好,或者由于調(diào)校之后的實際情況的再變動。由于現(xiàn)場振動噪聲平衡調(diào)整以及靈敏度調(diào)整不好.或者由于調(diào)整之后運行一段時間之后現(xiàn)場情況的再變動,造成指示問題、這部分原因主要同問題④、⑤有關(guān)。使用示波器,加上結(jié)合工藝運行情況,重新調(diào)整。
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