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                  如何正確選擇插入式渦街流量計插入深度?

                  來源:紅旗儀表(江蘇)有限公司 時間:2021-08-06

                  如何正確選擇插入式渦街流量計插入深度?
                  摘要:描述插入式渦街流量計的工作原理,根據流體力學中zhuming的卡門渦街原理進行流量測量,同時根據被測介質的流速分布,簡述渦街發生器(非線性三角柱體)和探頭的結構形式;經過試驗,證實了插入式渦街流量計在被測管道中的正確插入深度(主要是渦街發生器和并聯方式的四個壓電晶體與被測管道的相對位置),從而確定了安裝現場的一般原則和規范。配合輔助工具(公司專利產品:開孔器、推進器、啟拔器),還可以在現場不停產、安裝或更換,彌補了法蘭渦街流量計體積大、整體重量過大、安裝不方便等不足現象,性價比高。
                  引言。
                  渦街流量計廣泛應用于管道法蘭結構,但相對價格較高,只能在現場管道停產維修時進行安裝和維護。針對這種情況,開發了插入式渦街測量儀。由于其特殊的結構形式,配合獨立開發的專用輔助工具(公司專利產品:開孔器、推進器、啟動器),可以在不停產的情況下安裝或更換插入式渦街流量計。該產品成本低,抗振性強,無零漂移,可靠性高。通過長期對插入式渦街流量計進行大量波形分析和頻譜分析,設計出非常好的探頭形狀、壁厚、高度、探頭桿直徑、發生體的幾何尺寸,以及與之配套的并聯方式的四片壓電晶體和插入式渦街流量計插入管道的深度,一般適用于大口徑工業管道的安裝特點。采用先進的加工中心生產加工各部件,保證各部件的同軸度和表面粗糙度,從而達到1%的精度。
                  一是測量原理。
                  插入式渦街流量計實現流量測量的理論基礎是流體力學中zhuming的卡門渦街原理。在流動的流體中安裝一個非線性三角柱形,即渦流發生器,如圖1所示[1]。當流體沿著渦流發生器繞過時,渦流發生器下游會產生兩列不對稱,但定期交替分離釋放一系列渦流束。根據國際標準化組織IS07145(環形截面封閉管道中的流體流量測量-截面點速度測量法),采用嵌入壓電晶體的渦街速度測量探頭,插入大直徑工業管道,將卡門渦流頻率轉換成與流量成正比的標準信號:(4~20)mADC。
                  二是插入式渦街流量計的優化設計。
                  基于流體力學的相關知識,從以下幾個方面進行了探討和研究:
                  2.1流體介質密度。
                  流體質量不隨外界條件而變化,但流體體積與溫度和壓力密切相關。也就是說,流體密度是溫度和壓力的函數。
                  2.2流體介質的粘度。
                  首先觀察河流中的水流現象,可以看到河流中心的水流速度很快,越靠近岸邊的水流速度越慢。類似地,當流體在管路中流動時,管路中心的流速很快,越靠近管壁的流速越慢,這就是流體流動時,由于流體介質的粘度和管路內部的摩擦。
                  因為流體介質的密度和粘度之間的關系,所有流體介質在流動過程中各個層次的速度都不一樣。相鄰層的接觸面上有一對等值的反向力,速度較快的流層帶動流層速度較慢的流層,使其加速;速度較慢的流層阻滯速度較快的流層減速,稱為內摩擦,流體間的相互作用稱為流體內摩擦(即:牛頓內摩擦定律),而粘度是內摩擦量,是流體抗變形能力。
                  2.3雷諾數量和流態。
                  雷諾數是衡量管流體的流動狀態和流速分布,雷諾數是表示流體流動特性的重要參數。雷諾數表示流體流動時慣性力和粘性力的無綱參數,其比例如下
                  Re=VD/γ(當管道為圓管時)
                  公式:V-流動截面平均流速,單位:米/秒(m/s)。
                  流動特性長度為管徑,單位:米(m)。
                  γ-流體的運動粘度,單位:平方米/秒(m2/s)。
                  當流動介質的截面為圓管時,有一個共同的臨界雷諾數Rec,通常為2300。
                  當Re當Re>Rec時,管道中的流體是湍流(湍流是流體的不規則運動,流場中的各種量隨時間和空間坐標而變化),如圖2(b)所示。
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