• LUGB 系列滿管型壓電式渦街流量儀表 • LUGB 系列插入型壓電式渦街流量儀表 • LUGE 系列滿管型電容式渦街流量儀表 • LUGE 系列插入型電容式渦街流量儀表 • LUGB/E 系列電池供電型渦街流量儀表 • 潛水型 / 分體型渦街流量儀表(協(xié)議訂貨) • 多功能曲線紀(jì)錄積算儀,帶 P/T 補(bǔ)償功能、中文液晶顯示 • 智能流量積算儀,數(shù)碼管顯示 LUGB/E 型渦街流量儀表廣泛適用于石油 、 化工 、冶金、 熱力 、 紡織 、 造紙等行業(yè)對過熱蒸汽、飽和蒸汽、壓縮空氣和一般氣體 ( 氧氣、氮?dú)鈿錃?、天然氣、煤氣?) 、水和液體(如:水、汽油、酒精、苯類等)的計(jì)量和控制 .
工作原理
在流體中設(shè)置非流線型旋渦發(fā)生體(阻流體),則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生兩列有規(guī)則的旋渦,這種旋渦稱為卡曼渦街,如圖 ( 一 ) 所示。
圖 ( 一 )
旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列。設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為 f ,被測介質(zhì)來流的平均速度為 V ,旋渦發(fā)生體迎流面寬度為 d ,表體通徑為 D ,根據(jù)卡曼渦街原理,有如下關(guān)系式 :
f=StV/d 公式 (1)
式中:
f -發(fā)生體一側(cè)產(chǎn)生的卡門旋渦頻率
St -斯特羅哈爾數(shù)(無量綱數(shù))
V -流體的平均流速
d -旋渦發(fā)生體的寬度
由此可見,通過測量卡門渦街分離頻率便可算出瞬時(shí)流量。其中 , 斯特羅哈爾數(shù)( St )是無因次未知數(shù),
圖(二)表示斯特羅哈爾數(shù)( St )與雷諾數(shù)( Re )的關(guān)系。
概 述
圖(二)
在曲線表中 St = 0.17 的平直部分,漩渦的釋放頻率與流速成正比 , 即為渦街流量傳感器測量范圍度。只要檢測出頻率 f 就可以求得管內(nèi)流體的流速,由流速 V 求出體積流量。所測得的脈沖數(shù)與體積量之比,稱為儀表常數(shù)( K ),見式( 2 )
K = N/Q ( 1/m 3) 公式( 2 )
式中: K =儀表常數(shù)( 1/m3 )。
N =脈沖個(gè)數(shù)
Q =體積流量( m3 )
蒸汽流量計(jì)主要技術(shù)指標(biāo)表 ( 一 )
儀表口徑的確定和安裝設(shè)計(jì)
第二部分 : 儀表口徑的確定和安裝設(shè)計(jì)
儀表選型是儀表應(yīng)用中非常重用的工作 , 儀表選型的正確與否將直接影響到儀表是否能夠正常運(yùn)行 . 因此用戶和設(shè)計(jì)單位在選用本公司產(chǎn)品時(shí) , 請仔細(xì)閱讀本節(jié)資料 , 認(rèn)真核對 流體的工藝參數(shù) 并 隨時(shí)可與我公司的銷售或技術(shù)支持部門聯(lián)系,以確保選型正確。
一.適用流量范圍和儀表口徑的確定
儀表口徑的選擇,根據(jù)流量范圍來確定。不同口徑渦街流量儀表的測量范圍是不一樣的。即使同一口徑流量表,用于不同介質(zhì)時(shí),它的測量范圍也是不一樣的。實(shí)際可測的流量范圍需要通過計(jì)算確定。
( 一 ) 蒸汽流量計(jì)參比條件下空氣及水的流量范圍,見表(二), 參比條件如下:
1 .氣體: 常溫常壓空氣, t= 20℃ , P=0.1MPa (絕壓), ρ= 1.205 kg /m 3 , υ=15×10 -6 m 2 /s 。
2 .液體: 常溫水, t= 20℃ , ρ= 998.2kg /m 3 , υ=1.006×10 -6 m 2 /s 。
(二)蒸汽流量計(jì)確定流量范圍和儀表口徑的基本步驟:
1 . 明確以下工作參數(shù)。
( 1 )被測介質(zhì)的名稱、組份
( 2 )工作狀態(tài)的最小、常用、流量
( 3 )介質(zhì)的、常用、壓力和溫度
( 4 )工作狀態(tài)下介質(zhì)的粘度
2 . 渦街流量儀表測量的是介質(zhì)的工作狀態(tài)體積流量,因此應(yīng)先根據(jù)工藝參數(shù)求出介質(zhì)的工作狀態(tài)體積流量 , 相關(guān)公式如下:
( 1 )已知?dú)怏w標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積流量,可通過以下公
式求出工況體積流量
公式( 3 )
(2) 已知?dú)怏w標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度ρ,可通過以下公
式求出工況密度
公式( 4 )
( 3 )已知質(zhì)量流量 Q m 換算為體積流量 Q v
公式( 5 )
式中:
Q v : 介質(zhì)在工況狀態(tài)下的體積流量 (m 3 /h)
( Q v = 3600f /K K: 儀表系數(shù) )
Q o : 介質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量 (Nm 3 /h)
Q m : 質(zhì)量流量 (t/h)
ρ: 介質(zhì)在工況狀態(tài)下的密度 (kg/m 3 )
ρ o :介質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度 (kg/m 3 ) ,常用氣體介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度,見表(三)
P : 工況狀態(tài)表壓 (MPa)
3 .蒸汽流量計(jì)儀表下限流量的確定。渦街流量儀表的上限適用流量一般可不計(jì)算,渦街流量儀表口徑的選擇主要是對流量下限的計(jì)算。下限流量的計(jì)算應(yīng)該滿足兩個(gè)條件:最小雷諾數(shù)不應(yīng)低于界限雷諾數(shù)( Re=2×10 4 );對于應(yīng)力式渦街流量儀表在下限流量時(shí)產(chǎn)生的旋渦強(qiáng)度應(yīng)大于傳感器旋渦強(qiáng)度的允許 值(旋渦強(qiáng)度與升力 ρ v 2 成比例關(guān)系)。這些條件可表示如下:
由密度決定的工況可測下限流量:
由運(yùn)動(dòng)粘度決定的線性下限流量:
公式( 7 )
式中:
Q ρ :滿足旋渦強(qiáng)度要求的最小體積流量 (m 3 /h)
ρ 0 : 參比條件下介質(zhì)的密度
Q υ : 滿足最小雷諾數(shù)要求的最小線性體積流量 (m 3 /h)
ρ : 被測介質(zhì)工況密度( kg/m 3 )
Q 0 : 參比條件下儀表的最小體積流量
(m 3 /h)
υ : 工作狀態(tài)下介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)粘度 (m 2 /s)
υ o : 參比條件下介質(zhì)的 運(yùn)動(dòng)粘度 (m 2 /s)
通過 公式( 6 )、( 7 )計(jì)算出 Q ρ 和 Q ν 。 比較 Q ρ 和 Q ν , 確定流量儀表可測下限流量和線性下限流量:
Q υ ≥ Q ρ :可測流量范圍為 Q ρ ~ Qmax , 線性流量范圍為 Q υ ~ Qmax
Q υ < Q ρ :可測流量范圍和 線性流量范圍為
Q ρ ~ Qmax
Qmax :渦街流量儀表的上限體積流量 (m 3 /h)
公式( 6 ) 4 .儀表上限流量以表 ( 二 ) 中的上限流量為準(zhǔn) . 氣體的上限流速應(yīng)該小于 70m /s, 液體的上限流速應(yīng)該小于 7m /s
5 . 當(dāng) 用戶測量的介質(zhì)為蒸汽時(shí),常采用的計(jì)量單位是質(zhì)量流量,即: t/h 或 Kg/h 。由于蒸汽(過熱蒸汽和飽和蒸汽)在不同溫度和壓力下的密度是不同的,因此蒸汽流量范圍的確定可由公式 (8) 進(jìn)行計(jì)算得出
公式( 8 )
式中:
ρ : 蒸汽的密度( kg/m 3 )
ρ 0 : 1.205kg /m 3
例一:已知?dú)怏w壓力和溫度及標(biāo)況下的流量時(shí)
某壓縮空氣,標(biāo)況流量范圍為 Q N =1 200-12000Nm 3 /h , 壓力 P=0.7Mpa( 表壓 ) ,溫度 t= 30℃ 。試確定流量計(jì)口徑。
步驟一:計(jì)算壓縮空氣的工況體積流量
由公式 (3):
工況使用下限體積流量為 :
Q vmin =Q N ×0.101325×(273.15+t)/293.15/ ( P +0.1 )
=1200×0.101325×(273.15+30)/293.15/ ( 0.7 +0.1 )
=157(m 3 /h)
工況使用流量上限為 : Q vmax =1570(m 3 /h)
步驟二:根據(jù)使用工況流量范圍 157 -1570m 3 /h ,查表(二),滿足下限流量條件的流量計(jì)為 DN80 、 DN100 和 DN125 ,考慮到上限流量 1270m 3 /h 及使用效果和經(jīng)濟(jì)成本,初選 DN100, DN100 流量計(jì)的工況流量范圍是 100 -1700m 3 /h ,接近使用流量范圍,初選 DN100 流量計(jì),但應(yīng)具體核算 DN100 流量計(jì)在該工況條件下的可測下限流量。核算 DN100 流量計(jì)在該工況條件下的可測下限流量:
由公式 (4) 及公式 (6):
=37.46(m 3 /h)
即,流量計(jì)在該工況條件下的可測下限流量是
37.46m 3 /h ,遠(yuǎn)小于要求的工況下限流量 157m 3 /h ,確定選用 DN100 流量計(jì)。
例二:已知蒸汽壓力和溫度及工況流量時(shí)
測量介質(zhì)為過熱蒸汽,蒸汽溫度為 320 ℃ ,壓力為 1.5MPa (絕壓) , 流量范圍為 3t/h ~ 25t/h, 試 確定流量計(jì)口徑。
步驟一:計(jì)算蒸汽的等效空氣參比條件下的體積流量范圍,經(jīng)查附表 ( 二 ), 該狀態(tài)下蒸汽的密度為 : 5.665Kg /m 3 , 由公式 (8) :
=765(m 3 /h)
6379(m 3 /h)
步驟二:根據(jù)等效參比流量范圍 765 -6379m 3 /h ,查表(二),比較適合該流量范圍為 DN200 口徑。
二.蒸汽流量計(jì)儀表的安裝設(shè)計(jì)
儀表的正確安裝是保障儀表正常運(yùn)行的重要環(huán)節(jié),若安裝不當(dāng),輕則影響儀表的使用精度,重則會(huì)影響儀表的使用壽命,甚至?xí)p壞儀表。
安裝環(huán)境要求:
盡可能避開強(qiáng)電設(shè)備、高頻設(shè)備、強(qiáng)開關(guān)電源設(shè)備。儀表的供電電源盡可能與這些設(shè)備分離。
避開高溫?zé)嵩春洼椛湓吹闹苯佑绊?。若必須安裝,須有隔熱通風(fēng)措施。
避開高濕環(huán)境和強(qiáng)腐蝕氣體環(huán)境。若必須安裝,須有通風(fēng)措施。
渦街流量儀表應(yīng)盡量避免安裝在振動(dòng)較強(qiáng)的管道上。若必須安裝,須在其上下游 2D 處加設(shè)管道緊固裝置,并加防振墊,加強(qiáng)抗振效果。
儀表安裝在室內(nèi),安裝在室外應(yīng)注意防水,特別注意在電氣接口處應(yīng)將電纜線彎成 U 形,避免水順著電纜線進(jìn)入放大器殼內(nèi)。
儀表安裝點(diǎn)周圍應(yīng)該留有較充裕的空間,以便安裝接線和定期維護(hù)。
儀表管道安裝要求:
渦街流量儀表對安裝點(diǎn)的上下游直管段有一定要求,否則會(huì)影響介質(zhì)在管道中的流場,影響儀表的測量精度。儀表的上下游直管段長度要求見圖 ( 三 )
DN 為儀表工稱口徑 單位 :mm
圖 ( 三 )
注 : 調(diào)節(jié)閥盡可能不安裝在渦街流量儀表的上游 , 而應(yīng)安裝在渦街流量儀表的下游 10D 處。
上、下游配管內(nèi)徑應(yīng)相同。如有差異,則配管內(nèi)徑 Dp 與渦街儀表表體內(nèi)徑 Db, 應(yīng)滿足以下關(guān)系
0.98Db≤Dp≤1.05Db
上、下游配管應(yīng)與流量儀表表體內(nèi)徑同心,它們之間的不同軸度應(yīng)小于 0.05Db
儀表與法蘭之間的密封墊,在安裝時(shí)不能凸入管內(nèi),其內(nèi)徑應(yīng)比表體內(nèi)徑大 1 -2mm
測壓孔和測溫孔的安裝設(shè)計(jì)。被測管道需要安裝溫度和壓力變送器時(shí),測壓孔應(yīng)設(shè)置在下游 3-5D 處,測溫孔應(yīng)設(shè)置在下游 6-8D 處,見圖(七)。 D 為儀表工稱口徑,單位: mm
儀表在在管道上可以水平、垂直或傾斜安裝。
測量氣體時(shí),在垂直管道安裝儀表,氣體流向不限。但若管道內(nèi)含少量液體,為了防止液體進(jìn)入儀表測量管,氣流應(yīng)自下而上流動(dòng),如圖(四) a 所示
測量液體時(shí),為了保證管內(nèi)充滿液體,所以在垂直或傾斜管道安裝儀表時(shí),應(yīng)該保證液體流動(dòng)方向從下而上。若管道內(nèi)含少量氣體,為了防止氣體進(jìn)入儀表測量管,儀表應(yīng)安裝在管線的較低處
如圖(四) b 所示
圖(四)
測量高溫、低溫介質(zhì)時(shí),應(yīng)注意保溫措施。轉(zhuǎn)換器內(nèi)部(表頭殼體內(nèi))高溫一般不應(yīng)超過 70 ℃ ;低溫易使轉(zhuǎn)換器內(nèi)部出現(xiàn)凝露,降低印制電路板的絕緣阻抗,影響儀表正常工作。
• 圖(五)蒸汽流量計(jì)儀表的安裝外形尺寸:見圖(五)、圖(六)
口徑( mm ) ( mm ) | A | B | C | C H |
15~25 | 70 | 55 | 390 | 455 |
40 | 85 | 80 | 385 | 440 |
50 | 88 | 90 | 390 | 450 |
65 | 85 | 105 | 400 | 470 |
80 | 90 | 120 | 420 | 480 |
100 | 80 | 140 | 440 | 500 |
125 | 95 | 168 | 465 | 530 |
150 | 100 | 194 | 490 | 560 |
200 | 104 | 248 | 545 | 610 |
250 | 115 | 300 | 600 | 660 |
300 | 130 | 350 | 650 | 710 |
儀表的安裝外形尺寸:見圖(五)、圖(六)
( 五 ) 蒸汽流量計(jì) 壓力變送器和 Pt100 安裝示意圖
球閥插入式渦街儀表安裝定位尺寸
表(五)
口徑 ( mm ) | DN250 | DN300 | DN400 | DN500 | DN600 | DN800- 2000 |
L | 60.5 | 58 | 65.5 | 60.5 | 55.5 | 45.5 |
另外,單位設(shè)置 U.X 和補(bǔ)償方式設(shè)置 dX 通過↑鍵調(diào)整修改。
4 、校驗(yàn)項(xiàng)說明 : 儀表出廠前,溫度和壓力通道已校驗(yàn)設(shè)置好,無需用戶重新校驗(yàn)。校驗(yàn)通道有密碼保護(hù),廠家不對外開放,如果需要重新校驗(yàn)溫度或者壓力通道,請專業(yè)人員與廠家技術(shù)人員聯(lián)系。
四、蒸汽流量計(jì)計(jì)算公式說明
1 、蒸汽測量計(jì)算公式
( 1 )渦街流量儀表工況體積流量計(jì)算公式:
( 2 )密度 d ,單位 Kg/m 3
( 3 )質(zhì)量流量計(jì)算公式,單位 Kg/h :
(4) 質(zhì)量流量計(jì)算公式,單位 t/h :
1 、氣體測量計(jì)算公式 ---- 標(biāo)況指 20 ℃ , 1 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓
( 1 )渦街流量儀表工況體積流量計(jì)算公式:
( 2 )對比壓縮系數(shù) d ( Zn/Z ) ,單位 1
( 3 )標(biāo)況流量計(jì)算公式,單位 Nm 3 /h :
P1— 工況絕壓, PN— 標(biāo)況絕壓( Mpa ), Z1— 工況熱力學(xué)溫度, ZN— 標(biāo)況熱力學(xué)溫度 (K)
(4) 質(zhì)量流量計(jì)算公式,單位 t/h :
訂貨須知及選型樣譜
一.尊敬的用戶,當(dāng)您要選用本公司產(chǎn)品時(shí),請仔細(xì)閱讀選型樣本,并做好以下工作:
1 .認(rèn)真核對被測介質(zhì)的工況條件:溫度、壓力、管徑等工藝參數(shù)。 2 .認(rèn)真核對被測介質(zhì)的使用流量范圍,特別是最小流量值以最終確定使用儀表的口徑及配管參數(shù)。 3 .確定儀表的安裝地點(diǎn),保證直管段,并為儀表的安裝維護(hù)創(chuàng)造好的環(huán)境條件。 4 .填好訂貨咨詢單,見附表三
二.渦街流量儀表選型表 (符合 JB/T9294-1999 標(biāo)準(zhǔn))
1 . 傳感器選型表
LUGB/E 系列渦街流量儀表選型表
型 譜 | 說 明 | ||||||||
LU | 渦街流量儀表 | ||||||||
G | 傳感器 | ||||||||
檢測 方式 | B | 壓電式傳感器 | |||||||
E | 電容式傳感器 | ||||||||
連接方式 | 1 | 僅對滿管型 | 法蘭連接型 | ||||||
2 | 僅對滿管型 | 法蘭卡裝型 | |||||||
3 | 僅對插入型 | 簡易插入型 | |||||||
4 | 僅對插入型 | 球閥插入型 | |||||||
測量介質(zhì) | 2 | 液體 | |||||||
3 | 氣體 | ||||||||
4 | 蒸汽 | ||||||||
公稱通徑 | 02 … 30 | | DN25 … 單位: mm DN300 | ||||||
使用環(huán)境 | P | 普通型 | |||||||
B | 防爆型 | ||||||||
輸出信號 | 1 | 脈沖輸出 | |||||||
2 | 4 ~ 20mA 電流輸出,液晶顯示 | ||||||||
3 | RS-485 通訊 | ||||||||
4 | 電池供電,不帶溫度、壓力補(bǔ)償 | ||||||||
5 | 溫壓補(bǔ)償一體, 4 ~ 20mA 電流輸出型 | ||||||||
6 | 溫壓補(bǔ)償一體,電池供電型 | ||||||||
選型 說明 | 例如: LUGE2405-P2 滿管型電容式渦街流量儀表,法蘭卡裝型連接,介質(zhì)為蒸汽 儀表通徑為 DN50, 普通 4 ~ 20mA 電流信號輸出 | ||||||||
公稱通徑 DN mm | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | 200 | 250 |
標(biāo)記號 | 02 | 03 | 04 | 05 | 06 | 08 | 10 | 12 | 15 | 20 | 25 |
公稱通徑 DN mm | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 | 600 | 700 | 800 | 1000 | 1200 | 1500 |
標(biāo)記號 | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 | 60 | 70 | 80 | A0 | A2 | A5 |