食品廠用蒸汽流量表
食品廠用蒸汽用于加熱烘干食物,每個車間都需要考核蒸汽用量,所以在每個車間進(jìn)氣管道上必須安裝一臺智能蒸汽流量計(jì),用于計(jì)量每個車間每天每月,年的用氣量,達(dá)到工廠考核標(biāo)準(zhǔn)。智能蒸汽流量計(jì)在選型時(shí)需要提供幾個參數(shù):管道口徑,工作壓力,蒸汽溫度,供電方式,顯示方式,安裝方式等。
食品廠用蒸汽流量表原理:
渦街流量計(jì)是根據(jù)“卡門渦街”原理研制成的流體振蕩式流量測量儀表。在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)旋渦的分離頻率與旋渦發(fā)生體的幾何尺寸、管道的幾何尺寸有關(guān),旋渦的頻率正比于流量,其結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。
渦街流量計(jì)所測量的是旋渦發(fā)生體兩側(cè)的平均速度u1,而反映被測流量的是管道中的平均流速u,它們之間的關(guān)系式為
式中:f為旋渦頻率,Hz;Sr為斯特勞哈爾數(shù);u1為發(fā)生體兩側(cè)的平均流速,m/s;d為發(fā)生體迎流面的寬度,m;u為被測介質(zhì)來流的平均流速,m/s;m為旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道橫截面面積之比,不可壓縮流體中,由于流體密度ρ不變,由連續(xù)性方程可得到m=u/u1。
由此可得體積流量為
式中K為渦街流量計(jì)的儀表系數(shù),1/m3。
從式(3)可見,渦街流量計(jì)的儀表系數(shù)僅與其機(jī)械結(jié)構(gòu)和斯特勞哈爾數(shù)相關(guān),與來流流量無關(guān)。而K又表征著渦街流量計(jì)的計(jì)量特性,在下文中,重點(diǎn)分析在各種不同流體介質(zhì)條件下K的變化規(guī)律。
2、理論分析與計(jì)算:
蒸汽對渦街流量計(jì)計(jì)量特性的影響主要有如下3個因素:首先從式(3)中可以看出,影響K值大小的因素主要有機(jī)械結(jié)構(gòu)尺寸D、m、d和斯特勞哈爾數(shù)Sr4個變量.從渦街流量計(jì)基本原理上分析,在不同流體介質(zhì)條件下,機(jī)械結(jié)構(gòu)尺寸的變化主要是由于溫度的變化帶來的熱脹冷縮引起,其次不同流體可壓縮性的差異也會導(dǎo)致儀表系數(shù)的偏差。此外Sr受雷諾數(shù)的影響,而雷諾數(shù)又受黏度的影響,流體的不同帶來黏度的不同,根據(jù)相關(guān)的研究黏度對渦街流量計(jì)儀表系數(shù)的影響可以忽略。下文主要分析前2個因素對華云蒸汽流量計(jì)的影響。
2.1、溫度的影響:
對圖1所示發(fā)生體,得到m的計(jì)算公式為
對流體流通面積而言,可以把旋渦發(fā)生體看作為矩形(寬為d,長為D,見圖1),面積比為
將式(5)帶入式(3)中得
相關(guān)的研究表明,當(dāng)渦街流量計(jì)發(fā)生體為圖1所示形狀時(shí),在d/D=0.28時(shí),產(chǎn)生的旋渦強(qiáng)度和旋渦的穩(wěn)定性好,故取d/D=0.28代入式(6)中得
由金屬材料的線性膨脹公式得
Dt=D20[1+α(t−20)] (8)
式中:Dt為殼體溫度為t的直徑;D20為20℃時(shí)殼體的直徑;α為材料線性膨脹系數(shù)。
將式(8)帶入式(7)中得到由于溫度變化而引起的儀表系數(shù)的變化為
發(fā)生體和殼體為不銹鋼材質(zhì)(1Crl8Ni9Ti),在20~300℃時(shí)線性膨脹系數(shù)α為16.6×10-6,將α和不同溫度下的Kt帶入式(9)中得到數(shù)據(jù)如表1所示。
在表1中,Kt/K20表示溫度為t和20℃時(shí)儀表系數(shù)之比,表示溫度為t時(shí)儀表系數(shù)的相對變化量,即由于蒸汽溫度的不同所引入的計(jì)量偏差,由此計(jì)算分析可以看出溫度對機(jī)械結(jié)構(gòu)尺寸的變化引起對儀表系數(shù)K的影響,隨著溫度的升高,造成的計(jì)量偏差也越來越大。
目前市場上測量蒸汽流量計(jì)有一體式蒸汽流量計(jì),和分體式蒸汽流量計(jì),一體式蒸汽流量計(jì)是不需要接線的,那么分體式現(xiàn)場安裝設(shè)計(jì)到接線要求,下面我們首先介紹一下分體式蒸汽流量計(jì)的性能工作原理和接線要求:
蒸汽流量計(jì)一般都是三線制脈沖輸出,我們用蒸汽流量計(jì)24V+接AK-2100的流量積算儀的19號端子,用蒸汽流量計(jì)24V-接AK-2100的流量積算儀的3號端子,蒸汽流量計(jì)脈沖輸出端子接AK-2100的流量積算儀的2號端子,然后3和20號端子串聯(lián)。
上列圖片是壓力傳感器接線示意圖,壓力變送器的24V+接AK-2100的流量積算儀6號端子,壓力變送器24V-接AK-2100的流量積算儀19號端子,AK-2100的流量積算儀7和20號端子串聯(lián)。
這個圖片接線示意圖是溫度傳感器的接線示意圖,一般溫度傳感器是三線制,其中溫度傳感器紅色端子接AK-2100的流量積算儀10號端子,溫度傳感器剩余2個白色端子接AK-2100的流量積算儀10和11號端子即可。