涡街流量计的仪表口径及规格选择很重要,要遵循以下原则进行选择。 首先必须明确流量计的工作状态:流体名称、组分;工作状态的Z大、常用、Z小流量;Z高、常用、Z低工作压力和工作温度;工作状态下介质的黏度。然后根据被测流体状态的不同(液体、气体、蒸汽)进行仪表流量范围、口径大小的计算与选择。
液体
涡街流量计测量的流量是流经流量计的工况体积流量,而该体积流量不受介质压力、温度、密度的影响,与被测量介质物态无关,即涡街流量计的性能与被测介质的状态无关(用于测量不同状态介质时,仪表系数是相同的)。显然,如果只需工况下的体积流量,就不必测量被测介质的温度和压力了,否则要进行温压补偿。
液体的测量在涡街流量计的使用中比较简单,由于液体的体积流量受温度、压力影响可忽略不计,所以在被测介质是液体时,只需确定下限流量,并且检查Z小工作压力是否高于工作温度下的饱和蒸汽压,即是否会产生气穴现象。
确定下限流量涡街流量计口径选择主要是对流量下限进行核算,它应该满足以下2个条件:
1、Z小雷诺数不应低于界限雷诺数(ReD=2×104);
2、在下限流量时旋涡强度应大于传感器旋涡强度的允许值。 即下限流量取决于介质的工况密度和运动黏度,这些条件用数学式可表示如下。
qV0ρmin=qVmin ρ/ρ0 (1)
qV0υmin=qVmin υ0/υ (2)
式中 qVmin——工作状态下的Z小体积流量,m3/ h;
qV0ρmin— ——满足旋涡强度要求时校准状况下的Z小体积流量,m3/h;
qV0υmin— ——满足Z小雷诺数要求时校准状况下的Z小体积流量,m3/h;
ρ0, ρ——分别为校准状态和工作状态下的介质密度,kg/m3;
υ0, υ——分别为校准状态和工作状态下的介质运动粘度,m2/s。
若qV0ρmin≤qV0υmin,则可测流量范围为qV0ρmin—— qV0max(标准状态Z大体积流量),线性范围为qV0υmin——qV0max;
若qV0ρmin>qV0υmin,则可测流量范围和线性范围为qV0ρmin——qV0max。
检查是否产生气穴现象
pmin=2.7Δp+1.3pv(3)
式中 pmin——不产生气穴的Z低工作压力,Pa;
Δp——Z大流量时的压力损失,Pa;
pv——工作温度下液体的饱和蒸汽压(可查 表得),Pa。
Δp=CDρvmax2/2 (4)
式中 CD——涡街流量计阻力系数,CD≈2.2;
ρ——工作状态下的介质密度,kg/m3;
vmax——Z大流量时的平均流速。
vmax=4qVmax/(3600 πDN2)(5)
式中 qVmax——Z大流量,m3/h;
DN——仪表公称直径,mm。
计算出pmin,要求在流量计下游3.5D——7.5D处的Z小工作压力大于pmin,才不会发生气穴现象。
下面通过一实例加以说明。 某热水流量测量,已知Z大流量 18m3/h;Z小流量 6m3/h;工作压力 0.25MPa;工作温度 90℃;介质密度 965kg/m3;介质黏度 3.32×10-7m2/s。
1)口径选择 水的校准状态:t=20℃,ρ=998.2kg/m3, v=1.006×10 -6 m2/s
由式(1)计算出 qV0ρmin=6 965/99812= 5.899m3/h
由式(2)计算出 qV0υmin=6[1.006×10-6/(3.32×10-7)]=18.2m3/h得 qV0ρmin<qV0υmin
故可测流量范围为5.889——qV0max,查金湖瑞成仪表有限公司涡街流量计选型表选型表得,DN40,DN50均可满足 要求,选择DN40更合适些。
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