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高流速蒸汽對渦街AG手机亚游 計的影響
發布時間:2020-2-2 11:18:12

[摘要]渦街AG手机亚游 計在計量蒸汽時,管內蒸汽流速必須限定在一-個范圍內,渦街AG手机亚游 計才能正常工作。有人使用--些看似無意其實違法的手段,致使下游的壓力驟降,導致蒸汽流速超過渦街AG手机亚游 計測量流速上限,渦街AG手机亚游 計不能正常工作,計量嚴重偏小。最后提出采用加裝限流裝置的方法來控制蒸汽流速以保證渦街AG手机亚游 計正常計量。
目前,渦街AG手机亚游 計廣泛運用在蒸汽計量上。渦街AG手机亚游 計是一種發展比較成熟的AG手机亚游 計,其主要優點有:無可動部件,結構簡單牢固,安裝方便,維護費用較低,量程比--般在10:1以上,精度也相對較高,測量氣體一般在1.0級到1.5級之間,測量液體一般在1.0級。
在多年的檢定工作中,AG手机亚游 發現有人使用了一個蒸汽渦街AG手机亚游 計的漏洞,在保持渦街AG手机亚游 計計量管段原封不動的情況下,只在蒸汽出口處做文章,即可致使渦街AG手机亚游 計計量嚴重偏小。
圖1中AG手机亚游 看到在渦街AG手机亚游 計計量段,沒有任何修改,而在其后的大型儲氣罐卻大有文章。整個系統根據儲氣罐內壓力變化來對前后AG手机亚游 []分別進行自動控制,從而進行-套充氣、放氣、再充氣、放氣的循環操作。整個循環過程是:開始時,儲氣罐是空的,AG手机亚游 門1、AG手机亚游 門2都關閉。然后AG手机亚游 門1快速打開,上游0.8MPa的過和熱蒸汽劇烈充人空罐。然后儲氣罐充氣漸滿,壓力升高至--定壓力后,關閉AG手机亚游 門1,打開AG手机亚游 門2,讓儲氣罐中蒸汽排出以供使用。這樣操作的目的主要是使大部分流過渦街AG手机亚游 計的蒸汽以極高流速通過。

為什么這樣會使蒸汽流速達到非常高的程度呢?而渦街AG手机亚游 計在高流速下計量會有什么問題呢?
1分析蒸汽的流速
臨界壓力比是分析管內流動的一個重要數值,蒸汽在出口外的背壓p。與臨界界面前的進口壓力P之比小于或等于臨界壓力比時,在臨界截面上,蒸汽流.速達到臨界值音速c。

當過流氣體為過熱蒸汽時:k=1.3,?cr=0.546pcr稱為:臨界壓力。
所以AG手机亚游 得到:通過降低背壓比,能讓通過蒸汽的流速提升到相對于渦街AG手机亚游 計來說非常高的程度,甚至達到音速,過熱蒸汽音速可以達到500m/s以上。
從熱網過來的蒸汽壓力一般高于0.8MPa,而在儲氣罐開始充氣時,罐內壓力幾乎為常壓。根據蒸汽的臨界流原理。蒸汽管道和容器的前后壓力比只要低于臨界壓力比?cr=0.546,那么管內蒸汽的流速將達到音速。在這個AG手机亚游 里,儲氣罐內壓力按充氣階段中后期才逐漸升高到的0.4MPa來計算,背壓比為0.5。也就是說,在大部分蒸汽通過階段,背壓比都小于0.546,蒸汽的流速都保持在音速,音速是大大超過渦街AG手机亚游 計測量流速上限的。通過這樣一個辦法,即能大幅度提高通過渦街AG手机亚游 計的蒸汽流速,致使渦街AG手机亚游 計計量嚴重偏少。不法用戶還狡辯,我的所有計量器具都通過了國家法定計量檢定機構的檢定。確實,這種情況,單是檢定AG手机亚游 計是無法發現問題的。AG手机亚游 可以判斷,介質的高流速對渦街AG手机亚游 計的計量性能產生了很大的影響致使其計量不準。為什么這么說呢?AG手机亚游 再來分析氣體的高流速對渦街AG手机亚游 計的影響。
2渦街AG手机亚游 計工作原理
在流體中安放漩渦發生體,流體在漩渦發生體兩側交替地分列出兩列有規律的交錯排列的漩渦,在定雷諾數范圍內,改漩渦的頻率與漩渦發生體的幾何尺寸有關,所產生的漩渦頻率f正比于AG手机亚游 ,此頻率可由各種AG手机亚游器檢出。

渦街AG手机亚游 計就是利用卡門渦街原理,得到如下關系

式中:b-阻流件的寬度,m;ū一流經AG手机亚游 計的流體平均流速,m/s;f一漩渦的頻率,Hz;Sr斯特羅哈爾數(無量綱)。
斯特羅哈爾數為無量綱參數,它與漩渦發生體的形狀及雷諾數有關。圖3所示為三角柱漩渦發生體的斯特勞哈爾數.與管道雷諾數的關系。

由圖3可見,在ReD=2×104~7×10'6范圍內,斯特勞哈爾數可視為常數。AG手机亚游 使用的渦街AG手机亚游 計都是在斯特勞哈爾數視為常數的這個范圍內設計的。因此AG手机亚游 使用渦街AG手机亚游 計時--定要避免測量介質的雷諾數在2×104~7×106這個范圍外,超過這個范圍,斯特勞哈爾數不再是常數,渦街AG手机亚游 計測得的頻率與流速也不再是簡單的正比關系。也就是說,超過雷諾數2×104~7×106這個范圍,便違反了渦街AG手机亚游 計的設計原理,這時候渦街AG手机亚游 計是不能正常計量的。因為雷諾數與介質流速有關,所以AG手机亚游 具體到介質流速的話,對于蒸汽來說,渦街AG手机亚游 計的流速測量范圍控制在5m/s~60m/s之間,好的渦街AG手机亚游 計量程上限最多再往上延伸20%。因此在選型渦街AG手机亚游 計的口徑和AG手机亚游 測量范圍時,要保證滿足這個流速限定。絕大部分渦街AG手机亚游 計對于高流速介質是沒有辦法計量的。所以上訴AG手机亚游 中,用普通渦街AG手机亚游 計去計量音速下的蒸汽,得到的結果是完全不可信,不能用的。
渦街AG手机亚游 計是一種數字儀表,是通過AG手机亚游器來檢測漩渦頻率的。AG手机亚游 計的電氣性能必須要工作在適宜它的條件下。AG手机亚游 來看看在高流速下,渦街AG手机亚游 計檢測漩渦頻率的情況。引用-個高流速下渦街AG手机亚游 計的實驗4。該實驗在采用在線實時頻譜分析時發現:在口徑為DN80及其以下的管線上,經常會出現高于80m/s的高流速,其中有近一半的出現超過100m/s的高流速,更有甚者,流速高達180m/s。一般的渦街AG手机亚游 計在通過介質流速過高時,會發生劇烈的漏波現象,因而產生難以估算的誤差。

從圖4上看漏波的結果就是檢測到的脈沖不再連續,發生了漏缺。所以這種情況下,測量結果的趨勢是一般都是偏小。在高流速下,漩渦發生體后的流體運動更加復雜。渦街AG手机亚游器檢測信號需要--定的清晰度,如果流速過高,流場變得更加復雜。此時AG手机亚游器將受到嚴重干擾,目標信號清晰度急劇下降,使渦街AG手机亚游 AG手机亚游器測不準或者測不到。
AG手机亚游 可以看到,高流速下的渦街AG手机亚游 計的漏波十分明顯,正是利用了渦街的這個漏洞,讓渦街AG手机亚游 計在超高流速下大量漏波,致使最后得到的AG手机亚游 遠小于實際AG手机亚游 。
除了是上述AG手机亚游 中的裝置,還有一種把蒸汽直接放人水池中加熱水的熱水站,采用了手段這些都是為了設法讓蒸汽出口的壓力驟降,得到突然變小的背壓比,以大大提高蒸汽的流速。即使達不到音速,也遠高于渦街AG手机亚游 計的測量上限,導致渦街AG手机亚游 計的不正常工作。因此為了保證渦街AG手机亚游 計正常計量,AG手机亚游 必須重視渦街AG手机亚游 計的測量范圍,管內流速必須限定在渦街AG手机亚游 計的測量范圍以內。
對于那些在后端搞壓力驟降提高蒸汽流速的,可以想辦法把蒸汽流速限定在合理范圍內。比如采用限流裝置,在渦街AG手机亚游 計后方管線上安裝臨界流文丘里噴嘴。
當蒸汽通過臨界流文丘里噴嘴時,在噴嘴上、下游壓力比如果小于或等于該噴嘴的臨界壓力比時,噴嘴喉部形成臨界狀態,流過噴嘴的蒸汽質量AG手机亚游 達到最大。這時蒸汽的質量AG手机亚游 不受下游狀態變化的影響。根據這個原理,AG手机亚游 把臨界流文丘里噴嘴安裝在可能會發生壓力驟降的管段前,就能穩穩的限死上游通過渦街AG手机亚游 計的最大AG手机亚游 了。而選用文丘里噴嘴的原因是能夠減少壓力損失。

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