紡織廠管道蒸汽流量計

    蒸汽用于加熱烘干，每個車間都需要考核蒸汽用量，所以在每個車間進(jìn)氣管道上必須安裝一臺智能蒸汽流量計，用于計量每個車間每天每月，年的用氣量，達(dá)到工廠考核標(biāo)準(zhǔn)。智能蒸汽流量計在選型時需要提供幾個參數(shù)：管道口徑，工作壓力，蒸汽溫度，供電方式，顯示方式，安裝方式等。

    目前市場上測量蒸汽流量計有一體式蒸汽流量計，和分體式蒸汽流量計，一體式蒸汽流量計是不需要接線的，那么分體式現(xiàn)場安裝設(shè)計到接線要求，下面我們首先介紹一下分體式蒸汽流量計的性能工作原理和接線要求：

    蒸汽流量計一般都是三線制脈沖輸出，我們用蒸汽流量計24V+接AK-2100的流量積算儀的19號端子，用蒸汽流量計24V-接DS-2100的流量積算儀的3號端子，蒸汽流量計脈沖輸出端子接DS-2100的流量積算儀的2號端子，然后3和20號端子串聯(lián)。

上列圖片是壓力傳感器接線示意圖，壓力變送器的24V+接DS-2100的流量積算儀6號端子，壓力變送器24V-接DS-2100的流量積算儀19號端子，DS-2100的流量積算儀7和20號端子串聯(lián)。

這個圖片接線示意圖是溫度傳感器的接線示意圖，一般溫度傳感器是三線制，其中溫度傳感器紅色端子接DS-2100的流量積算儀10號端子，溫度傳感器剩余2個白色端子接DS-2100的流量積算儀10和11號端子即可。

紡織廠管道蒸汽流量計主要特點(diǎn)：
1．結(jié)構(gòu)簡單而牢固，無可動部件，可靠性高，長期運(yùn)行十分可靠 。
2．安裝簡單，維護(hù)十分方便。
3．檢測傳感器不直接接觸被測介質(zhì)，性能穩(wěn)定，壽命長。
4．輸出是與流量成正比的脈沖信號，無零點(diǎn)飄移，精度高。
5．測量范圍寬，量程比可達(dá)1：10。
6．壓力損失較小，運(yùn)行費(fèi)用低，更具節(jié)能意義。

紡織廠蒸汽流量計原理：

    蒸汽流量計是根據(jù)“卡門渦街”原理研制成的流體振蕩式流量測量儀表。在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)旋渦的分離頻率與旋渦發(fā)生體的幾何尺寸、管道的幾何尺寸有關(guān)，旋渦的頻率正比于流量，其結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。

渦街流量計所測量的是旋渦發(fā)生體兩側(cè)的平均速度u1，而反映被測流量的是管道中的平均流速u，它們之間的關(guān)系式為

式中：f為旋渦頻率，Hz；Sr為斯特勞哈爾數(shù)；u1為發(fā)生體兩側(cè)的平均流速，m/s；d為發(fā)生體迎流面的寬度，m；u為被測介質(zhì)來流的平均流速，m/s；m為旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道橫截面面積之比，不可壓縮流體中，由于流體密度ρ不變，由連續(xù)性方程可得到m=u/u1。

由此可得體積流量為

  式中K為渦街流量計的儀表系數(shù)，1/m3。

  從式（3）可見，渦街流量計的儀表系數(shù)僅與其機(jī)械結(jié)構(gòu)和斯特勞哈爾數(shù)相關(guān)，與來流流量無關(guān)。而K又表征著渦街流量計的計量特性，在下文中，重點(diǎn)分析在各種不同流體介質(zhì)條件下K的變化規(guī)律。

紡織廠管道蒸汽流量計技術(shù)指標(biāo)：
1．測量介質(zhì)：氣體、飽和蒸汽、過熱蒸汽。
2．精度等級：液體±1.0%，氣體（蒸汽） ±1.5%，插入式±2.5%。
3．工作壓力：1.6MPa，2.5MPa，4.0MPa。
4．介質(zhì)溫度：普通型-40～150℃ 中溫型-40～250℃ 高溫型-40～350℃。
5．輸出信號：三線電壓脈沖，低電平0～1V，高電平 > 4V，占空比50%； 二線制標(biāo)準(zhǔn)電流4～20mA；三線制標(biāo)準(zhǔn)電流0～10mA。
6．工作環(huán)境：-35℃～+60℃，濕度≤95%RH。
7．工作電源：DC12V；DC24V。
8．殼體材料：碳鋼、不銹鋼。

理論分析與計算：

    蒸汽對流量計計量特性的影響主要有如下3個因素：首先從式（3）中可以看出，影響K值大小的因素主要有機(jī)械結(jié)構(gòu)尺寸D、m、d和斯特勞哈爾數(shù)Sr4個變量．從渦街流量計基本原理上分析，在不同流體介質(zhì)條件下，機(jī)械結(jié)構(gòu)尺寸的變化主要是由于溫度的變化帶來的熱脹冷縮引起，其次不同流體可壓縮性的差異也會導(dǎo)致儀表系數(shù)的偏差。此外Sr受雷諾數(shù)的影響，而雷諾數(shù)又受黏度的影響，流體的不同帶來黏度的不同，根據(jù)相關(guān)的研究黏度對渦街流量計儀表系數(shù)的影響可以忽略。下文主要分析前2個因素對華云蒸汽流量計的影響。

溫度的影響：

對圖1所示發(fā)生體，得到m的計算公式為

對流體流通面積而言，可以把旋渦發(fā)生體看作為矩形（寬為d，長為D，見圖1），面積比為

將式（5）帶入式（3）中得

相關(guān)的研究表明，當(dāng)渦街流量計發(fā)生體為圖1所示形狀時，在d/D＝0.28時，產(chǎn)生的旋渦強(qiáng)度和旋渦的穩(wěn)定性好，故取d/D＝0.28代入式（6）中得

由金屬材料的線性膨脹公式得

Dt=D20[1+α（t−20）] （8）

式中：Dt為殼體溫度為t的直徑；D20為20℃時殼體的直徑；α為材料線性膨脹系數(shù)。

將式（8）帶入式（7）中得到由于溫度變化而引起的儀表系數(shù)的變化為

發(fā)生體和殼體為不銹鋼材質(zhì)（1Crl8Ni9Ti），在20～300℃時線性膨脹系數(shù)α為16.6×10-6，將α和不同溫度下的Kt帶入式（9）中得到數(shù)據(jù)如表1所示。

在表1中，Kt/K20表示溫度為t和20℃時儀表系數(shù)之比，表示溫度為t時儀表系數(shù)的相對變化量，即由于蒸汽溫度的不同所引入的計量偏差，由此計算分析可以看出溫度對機(jī)械結(jié)構(gòu)尺寸的變化引起對儀表系數(shù)K的影響，隨著溫度的升高，造成的計量偏差也越來越大。