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管道变径在涡街流量计测控中的运用

阅读:2848      发布时间:2018-1-23
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    在工业生产中有时会遇到管道与测量仪表的口径不一致的情况,或者管道比较长需要经过弯道或者缩小、变大的情况,这些都需要在安装过程中用变径来实现。首先应该指出,传统的变径管可以经过缩径,并配以较小口径的流量计来达到测量小流量的目的,但是这种方法不可能扩大仪表的量程比,因为它并末改变管道的流速分布状态。我们知道,涡街流量计的理论及推导是基于在无穷大的均匀流场中得到的,而在实际封闭圆管中,却是非均匀流场,横断面的流速分布是一回转抛物面,虽然选择合理的柱型,使柱体两侧弓形面的流速分布均匀,但实际上,工艺管道上回转抛物面的流速分布的影响是客观存在的。实验表明在比较大的流量时,这个影响较小,或说这个影响在允许的范围内;但随着流量的下降,这个影响越来越大,从大量标定数据看,仪表常数总是随着流量的减小而增大。这说明取样点的流速与平均流速差异越来越大。
采用了变径整流器后,由于缩经断面的流速在逐渐增大,在断面上各点流速的增加是不一样的,靠近中心流速增加小,而靠近喉径边沿处流速增加大。 
传统的流体整流器经长期的研究与实践已趋于成熟,它一般采用阻隔体分隔流道来调整管道内的速度分布,以达到整流的目的;这一类整流器主要用于实验室和流量标定系统。但这种方法易引起污物堵塞和增加阻力损失,所以在工业管道上很少采用涡街流量计由于其*的性能,一直受到人们重视,并己到了广泛的应用,但仍有以下两个方面的问题困扰着人们:
*,涡街流量计主要特点之一是量程宽,一般在10:1左右,应该说这样宽的测量范围应属比较优良的性能,但在实际工业应用中,Z大流量远低于仪表的上限值,Z小流量又往往会低于仪表的下限值,一些仪表经常工作在下限流量附近,造成仪表的计量准确度下降,这时信号较弱,仪表的抗干扰能力也下降。
第二,由于仪表上游管道阻流件的干扰,流场发生畸变,影响旋涡正常拨离。为了克服流场扰动,仪表前需要配装较长直管道(一般为15~40倍的工艺管内径的长度),而在实际现场是很难满足的。
为了测量小流量,人们往往采用内腔形状为园台的传统变径管,经过缩径提高测量处的流速。使涡街流量计工作在正常流速范围内,但这种变径方式,结构尺寸大(一般长度为工艺管内径的3~5倍),同时,由于流体流经变径管,在变径处产生大量旋转流团,增大局部阻力损失,也使流场发生畸变。所以必须在变径管与仪表之间加装大于15倍工艺管内径长度的直管道进行整流,且增加了沿程阻力损失,这种方法增加施工成本,也给加工、安装带来不便。

涡街流量计在安装时对变径的要求:

1.流量计对安装点上的上下游直管段一定的要求,否则会影响测量精度;
2.若流量计安装点上的上游有渐缩管,流量计上游应有不小于15D(D为管道直径)的等径直管段,下游应有不小于5D的等径直管段;
3.若流量计安装点上的上游有渐扩管,流量计上游应有不小于18D(D为管道直径)的等径直管段,下游应有不小于5D的等径直管段;
4.若流量计安装点上游有90°弯头或下行接头,流量计上游应有不小于20D的等径直管段,下游应有不小于5D的等径直管段;
5.若流量计安装点上游在同一平面上有90°弯头,流量计上游应有不小于25D的等径直管段,下游应有不小于5D的等径直管段;
6.流量调节阀压力调节阀尽量安装在流量计下游5D以远处,若必须安装在流量计的上游,流量计上游应有不小于25D的等径直管段,下游应有不小于5D的等径直管段;
7.流量计上游若有活塞式或柱塞式泵,活塞式或罗茨式风机、压缩机,流量计上游应有不小于25D的等径直管段,下游应有不小于5D的等径直管段。

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