通過(guò)調節水流量標準裝置的穩壓系統,以探求穩壓系統對渦街流量計儀表系數的影響。
渦街流量計是一種以直接測量封閉管道中滿(mǎn)管流的流體流動(dòng)的速度來(lái)獲得流量的速度式流量計。渦街流量計由旋渦發(fā)生體、檢測器、放大器及轉換器組成,可與信號處理和顯示部分配套使用。其工作原理為在測量管道中垂直插入一阻流體,也稱(chēng)旋渦發(fā)生體。隨著(zhù)流體的流動(dòng),當管道雷諾數達到一定值時(shí),在發(fā)生體兩側就會(huì )交替地分離出卡門(mén)渦街。旋渦頻率 f與流經(jīng)發(fā)生體兩側的平均流速 v 之間的關(guān)系可表示為:
式中: f 為旋渦頻率,Hz; Sr為斯特勞哈爾數; v 為發(fā)生體兩側的平均流速,m/s; d 為發(fā)生體迎流面的寬度,m。m 為旋渦發(fā)生體兩側弓形面積與管道內橫截面面積之比。
式中: D 為管道直徑,m。對于確定的測量管內徑D,瞬時(shí) 量 ( m3/s) 有:
即測量管內徑 D 和發(fā)生體迎流面寬度 d,體積流量 qV與旋渦發(fā)生體 f 成正比。若設則
式中: qV為體積流量,m3/ h; K 為渦街流量計的儀表系數,m- 3。
渦街流量計與節流差壓式流量計相比,具有結構簡(jiǎn)單、安裝方便,準確度高、量程范圍寬,壓力損失小、無(wú)零點(diǎn)漂移等優(yōu)點(diǎn); 但渦街流量計也有一定的局限性,若管道機械振動(dòng)比較敏感,當流量或壓力產(chǎn)生脈動(dòng)時(shí),示值大幅度偏高,影響較大等。為了驗證壓力波動(dòng)給渦街流量計帶來(lái)的影響,我們選擇一套穩壓系統可以進(jìn)行自由切換的 DN15 ~ DN50 水流量標準裝置,對某公司生產(chǎn)的 DN40 口徑的渦街流量計進(jìn)行試驗。其試驗條件和試驗數據如下:
試驗條件: 環(huán)境溫度: 24.5℃; 試驗水溫: 24.1℃;
相對濕度: 65%。
試驗設備: DN15 ~ DN50 水流量標準裝置; 準確度: 0. 1% 穩壓容積: 3m3; 裝置穩壓時(shí)其壓力波動(dòng)不大于 0. 1% ~0. 3% 。
我們選擇某企業(yè)生產(chǎn)的性能較為穩定的一臺DN40 渦街流量變送器,該流量變送器的流量范圍為:4. 3 ~ 43m3/ h,準確度為 1. 0% ,按流量上限的 70%選擇流量點(diǎn)進(jìn)行試驗。試驗的被檢流量變送器其穩壓前后試驗須在同一管線(xiàn)上進(jìn)行,且不能進(jìn)行重新裝夾,以克服其它因素的影響。
試驗方案 1: 水流量標準裝置的供水系統經(jīng)過(guò)穩壓容器 ( 3m3) 向試驗臺供水,此時(shí)試驗壓力為0. 4MPa,壓力波動(dòng)在 0. 1% ~ 0. 3% 之間,試驗裝置的直管段滿(mǎn)足檢定規程要求;
試驗方案 2: 水流量標準裝置的供水系統不經(jīng)過(guò)穩壓容器,而由泵直接向試驗裝置供水,試驗壓力為0. 4MPa,試驗裝置的直管段滿(mǎn)足檢定規程要求。其試驗結果見(jiàn)表 1 ~ 表 3。
通過(guò)實(shí)驗表明: 從渦街流量變送器的測量原理上分析,渦街流量變送器的儀表系數應不受液體的壓力、溫度、粘度、密度、成分的影響。但從實(shí)際的試驗的結果來(lái)看,系統的壓力變化對渦街流量變器的儀表系數和線(xiàn)性度還是有一定的影響。分析認為是因為選擇不好的企業(yè)產(chǎn)品,估計產(chǎn)品沒(méi)有嚴格的老化、耐壓等其它性能試驗,儀表系數不太穩定,所以流量傳感器的儀表系數會(huì )隨著(zhù)系統的壓力變化而產(chǎn)生―定的變化。望今后在對此類(lèi)儀表的檢定/校準過(guò)程中加以考慮。