一、提問(wèn)
在用渦街流量計(jì)測(cè)量氣體和蒸汽流量時(shí),一般都要測(cè)量流體壓力,大多數(shù)都要求測(cè)壓點(diǎn)取在渦街流量傳感器的下游,但也有小部分要求取在上游,究竟應(yīng)如何取?
二、解答
(1)應(yīng)取在下游
從渦街流量計(jì)的工作原理可知,旋渦剝離頻率與旋渦發(fā)生體下游的平均流速成正比,如圖2.53所示。即渦街流量計(jì)輸出頻率代表的是旋渦發(fā)生體處的體積流量。
在被測(cè)流體為氣體時(shí),要將工況條件下的體積流量換算到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積流量。在被測(cè)流體為蒸汽時(shí),要求取該體積流量所對(duì)應(yīng)的流體密度,都要知道工況條件下的流體壓力。由于氣體和蒸汽的可壓縮性,流體在管道內(nèi)流動(dòng)時(shí),在不同的斷面上,流體的靜壓也不同,于是就產(chǎn)生一個(gè)究竟測(cè)壓口取在何處合理的問(wèn)題。
由于該體積流量是旋渦發(fā)生體下游的體積流量,所以測(cè)壓口也應(yīng)開(kāi)在此處的管壁上。但是渦街流量計(jì)制造廠中沒(méi)有一家在渦街流量傳感器的表體上開(kāi)有測(cè)壓口,所以只能由用戶在流量計(jì)下游管道上開(kāi)測(cè)壓口。從原理分析,這樣處理測(cè)得的壓力要比旋渦生成的地方壓力高,但對(duì)0.75%~1.5%精確度等級(jí)的流量計(jì)來(lái)說(shuō),這樣簡(jiǎn)化帶來(lái)的誤差可以忽略。
(2)上游測(cè)壓帶來(lái)多大誤差
如果將測(cè)壓口開(kāi)在渦街流量計(jì)的上游,測(cè)得的壓力要比下游高得多。因?yàn)榱黧w流過(guò)旋渦發(fā)生體時(shí),在發(fā)生體前后要產(chǎn)生壓降。我公司對(duì)生產(chǎn)的渦街流量計(jì)的壓降提出了一個(gè)公式,如下列公式所示。
從該式可見(jiàn),當(dāng)流速較低時(shí),Δp并不大,但隨著流速的增高,Δp就快速增大,成為不可忽略的變量。
例如對(duì)于0.8MPa(流量計(jì)下游值)飽和蒸汽,p約為5.15kg/m3,在流速為 60m/s時(shí),Δp=19.5kPa,則上游壓力就為0.8195MPa。對(duì)應(yīng)的密度p=5.26kg/m3,于是質(zhì)量流量計(jì)算結(jié)果偏高 2%,這是個(gè)不小的數(shù)字。
(3)來(lái)自其他方面的意見(jiàn)
在英國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)BS7405-1991《封閉管道中流體流量測(cè)量用流量表應(yīng)用和選擇指南》中有一幅圖如圖2.54所示。這個(gè)建議與渦街流量計(jì)工作原理是吻合的。另外,圖2.55是典型的旋進(jìn)旋渦式流量計(jì)結(jié)構(gòu)圖。從圖中可見(jiàn),在旋渦檢測(cè)元件的正下方開(kāi)有一個(gè)取壓孔,從原理分析,這樣設(shè)計(jì)是合理的。如果沒(méi)有這個(gè)孔,要將測(cè)壓孔開(kāi)到流量計(jì)下游的管道上,那就差得更多了,因?yàn)樵跈z測(cè)元件下游有一個(gè)消旋器,流速較高時(shí),消旋器上的壓降也不容忽視。