渦街流量計(jì)在飽和蒸氣測(cè)量中的應(yīng)用

飽和蒸汽流量測(cè)量在80年代人們普遍采用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì),但從流量?jī)x表發(fā)展?fàn)顩r來看,孔板流量計(jì)盡管其歷史悠久、應(yīng)用范圍廣；人們對(duì)他的研究也zui充分，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)zui完整，但用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)來測(cè)量飽和蒸汽流量，它仍存在一些不足之處：其一，壓力損失較大；其二，導(dǎo)壓管、三組閥及連接頭容易泄漏；其三，量程范圍小，一般為3：1，對(duì)流量波動(dòng)較大易造成測(cè)量值偏低。而渦街流量計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，渦街變送器直接安裝于管道上，克服了管路泄漏現(xiàn)象。另外，渦街流量計(jì)的壓力損失小，量程范圍寬，對(duì)飽和蒸氣測(cè)量量程比可達(dá)30：1。因此，隨著渦街流量計(jì)測(cè)量技術(shù)的成熟，渦街流量計(jì)的使用越來越受到人們的青睞。

　　1．渦街流量計(jì)的測(cè)量原理

　渦街流量計(jì)是應(yīng)用流體振蕩原理來測(cè)量流量的，流體在管道中經(jīng)過渦街流量變送器時(shí)，在三角柱的漩渦發(fā)生體后上下交替產(chǎn)生正比于流速的兩列旋渦，旋渦的釋放頻率與流過漩渦發(fā)生體的流體平均速度及漩渦發(fā)生體特征寬度有關(guān)，可用下式表示：

式中：f為旋渦的釋放頻率，Hz; v為流過漩渦發(fā)生體的流體平均速度，m/s；d為旋渦發(fā)生體特征寬度，m；St為斯特羅哈數(shù)，無量綱，它的數(shù)值范圍為0.14-0.27。St是雷諾數(shù)的函數(shù)，St=f（1/Re）。
當(dāng)雷諾數(shù)Re在102-105范圍內(nèi)，St值約為0.2，因此，在測(cè)量中，要盡量滿足流體的雷諾數(shù)在102-105，旋渦頻率f=0.2v/d。

因此可知，通過測(cè)量旋渦頻率就可以計(jì)算出流過漩渦發(fā)生體的流體平均速度v，再由式q=vA可以求得流量q，其中，A為流體流過漩渦發(fā)生體的截面積。

當(dāng)旋渦在發(fā)生體兩側(cè)產(chǎn)生時(shí)，利用壓電傳感器測(cè)處于流體流向垂直的交變升力變化，將升力的變化轉(zhuǎn)換為電的頻率信號(hào)，再將頻率信號(hào)進(jìn)行放大和整形，輸出到二次儀表，進(jìn)行累積，顯示。

　　2．渦街流量計(jì)的應(yīng)用

2.1 渦街流量計(jì)的選擇
2.1.1 渦街流量變送器的選擇
我公司在飽和蒸氣測(cè)量中采用合肥儀表總廠生產(chǎn)的VA形壓電式渦街流量變送器，由于渦街流量計(jì)量程范圍寬，因此，在實(shí)際應(yīng)用中，一般主要考慮測(cè)量飽和蒸氣的流量不低于渦街流量計(jì)的下限，也就是說必須滿足流體流速不低于5m/s。根據(jù)用汽量的大小選用不同口徑的渦街流量變送器，而不能以現(xiàn)有的工藝管道口徑來選擇變送器口徑。

2.1.2 壓力補(bǔ)償用壓力變送器的選擇
由于飽和蒸汽管路長(zhǎng)，壓力波動(dòng)較大，必須采用壓力補(bǔ)償，考慮到壓力、溫度及密度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，測(cè)量中只采用壓力補(bǔ)償即可，由于我公司管道飽和蒸汽壓力在0.3-0.7MPa范圍，壓力變送器的量程選擇1MPa即可。