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涡街流量计工况变化和旋涡发生体状况变化

涡街流量计工况变化和旋涡发生体状况变化 流量测量系统由一次装置、二次装置及其附件组成,制造中的缺陷,安装不合理,未调 试好,数据设置差错,工况条件超过允许范围,长期运行造成的磨损、结垢、堵塞,维护保 养不及时和不到位等都会引起测量误差增大。 涡街流量计工况变化和旋涡发生体状况变化对流量示值的影响 1. 1流体温度变化对涡街流量计的影响 (1)流体温度变化对涡街流量计流量系数产生影响的原因流体温度变化后,其密度相 应矣化,因而给差压式流量计以及速度式流量计的质量流量测量带来误差,可以通过密度补 偿来解决,这在第3章已作了介绍。除此之外,流体温度变化还引起流量计测量部分几何尺 寸变化,并因此而引入误差。 温度引起金属材料几何尺寸变化,一般约为10-5°C-、但当流量计被用来测量蒸汽流 量时,由于可能的温度变化大,所引起的影响就很可观,一般都需另作修正。 涡街流量计的测量原理,流量系数同流体温度的关系如式。流量系数受流体温度的影响由两个部分组成,一是由发生体宽度^变化引起,另一 个是由管道内径D变化引起。从中可看出,/与d成反比,流体温度升高后,d增 大,/成反比地减小,所以示值偏低;K与D2成反比,流体温度升高后,D增大,发生体 两边的流通截面积增大,K相应减小,流量示值偏低。有些仪表制造商根据自己的产品所 用的材质提供了流量系数随流体温度变化的关系,如YF 100和DY系列为 式中Kt——流体温度为z时的流量系数,P/L; Km——流体温度为如时的平均流量系数,P/L; t——工作温度,°C; to——校准温度,常取15°C。 8800D型涡街流量计也可根据用户输入的介质温度对K系数进行自动修正,表9. 1给 出了介质温度与参考温度(25°C)每相差50°C K系数变化的百分比(对于直接脉冲)。 (2)重新计算Kt实际使用的流体温度往往同设计时预计的流体温度有明显的差异, 例如有的热网在设计时所有用户的蒸汽计量表都按t = 280°C的过热蒸汽计算,系统投运后 发现,有1/3的远离热源厂的用户蒸汽已进人饱和状态,其蒸汽压力以0.7MPa (表压) 计,相应的温度按170°C计,则按式(1.1)计算温度变化引入的误差为 (Ktd~Kt)/Kt = (0. 9872535Km—0. 992544Km)/0. 992544Km = -0. 53% 式中Ktd——按设计条件计算的流量系数,P/L; Kt——按实际温度计算的流量系数,P/L。 显然,由此引人的误差是可观的。 决这一问题的方法是按照流体的实际温度重新计算流量系数。如果计量数据用于贸易结算,可能还要编写计算书并履行结算双方确认的手续。 1. 2发生体迎流面堆积产生的影响 如果被测流体中存在黏性颗粒或夹杂较多纤维状物质,则 可能会逐渐堆积在旋涡发生体迎流面上,使其几何形状和尺寸 发生变化,因而流量系数也相应变化。据日本Oval 丨公司工作人员著文透露模拟试验结果,在该公司三角柱发生体 端面的堆积物厚度7为0. 01D时附加误差为一2% ; y为0. 02D 时,附加误差为一3.4%[12,13]。 1.3 发生体锐缘磨损产生的影响 涡街流量计旋涡发生体的迎流面的两条棱边正常情况下是 锐利的,但若被测流体中含有固形.物,则锐缘很容易被磨损而 变成圆弧,虽然流量系数K对边缘的锐利度的变化不像孔板流 量计那样敏感,但由于几何形状和尺寸发生了变化,也会引起流量系数的变化。横河公司对 旋涡发生体锐缘变钝同标准孔板锐缘变钝对流量系数的影响做过测试,发现在相同的圆弧半 径的情况下,涡街流量计流量系数的相对变化率比孔板流量系数的相对变化率小得多[2]。 从图可清楚地看出,随着锐缘半径r的增大,孔板的流量系数和涡街流量计的流量 系数都相应增大,但因流量系数的定义不相同,对流量测量误差的影响却相反。其中孔板流 量系数的增大导致孔板输出差压减小,流量示值变化与流量系数变化成反比;而涡街流量计 流量系数的增大却使流量示值成正比地增大。 选择耐磨性优良的材质制造发生体,是改善磨损的积极方法。一旦发现磨损,应对仪表 的流量系数重新标定,当磨损严重,流量系数变化太大时,应考虑更换发生体。 1.4 管道内径引入的误差 与涡街流量计连接的管道,其内径与涡街流量计测量管内径完全一致的情况并不很多, 尤其是大家喜欢使用的进口涡街流量计和引进技术生产的涡街流量计。因为外国的无缝钢管 管径标准与中国标准不一致,例如名义管径6in (lin = 0. 0254m)的无缝钢管,国外标准为 外径176mm,而中国为159mm,相差较多。另一个原因是名义管径标准相同的无缝钢管, 由于壁厚规格差别大,内径也产生较大差异。 在实流标定中发现,管道内径等于或略大于涡街流量计测量管内径时,流量示值稳定, 流量系数正常。但若管道内径小于测量管内径时,流量示值出现强烈的噪声,这是因为流体 流过截面积突变的管段时产生二次流所致,如图9.3(a)所示。在管径大于测量管内径时, 也有二次流产生,但因二次流存在的部位在测量管之外,对仪表示值影响不明显,如图9. 3 (b)所示。 当管道内径小于测量管内径(3%以内)时,虽然不会对仪表本身所固有的流量系数产 生影响,但因流通截面积突变引起表观流速变化而可能产生附加测量误差。这时可通过修正 流量系数Km来补偿,其修正系数Fd的表达式为[1] 式中M——测量管实际内径; d2——管道实际内径。
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