更新时间:2023-11-22
蒸汽锅炉流量计流体适用性强;可用于蒸汽、液体和气体的流量测量;特别是含适量固体颗粒浆液的流量测量;测量范围宽,范围度为4:1~15:1,适用于大范围的温度和压力工况条件下测量流体流量。
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蒸汽锅炉流量计概述:
①特点
蒸汽流量计用于低雷诺数、高黏度流体及含适量固体颗粒浆液的流量测量。蒸汽流量计是根据力平衡原理工作的流量计。
蒸汽锅炉流量计具有下列特点:
成本低,结构简单。容易安装,维护方便。可实现干标(称重法)。
高可靠性和高精度。精度可达0.2%。
不需要取压口导压,不易堵塞。*压损低,约为标准孔板的一半。直管段长度较短。与标准孔板比较,上游直管段长度为5D~10D。
流体适用性强。可用于蒸汽、液体和气体的流量测量。特别是含适量固体颗粒浆液的流量测量。
测量范围宽,范围度为4:1~15:1,适用于大范围的温度和压力工况条件下测量流体流量。Z高工作压力可达42MPa,温度高达500℃。
适用低雷诺数流体流量测量。雷诺数下限为1000,流速0.08m/s。
②分类
按应用的温度可分为高温型(80~500℃)、常温型(-30~70℃)和低温型(-40~-200℃)。按靶形状可分为圆盘形、圆锥形、球形和半球形。按转换器功能可分为应变片型、电容力感应型等。按安装方式分为管道式和插入式等。按输出方式分为脉冲输出、模拟量输出和数字通信输出等类型。
(2)蒸汽流量计结构
①结构
蒸汽流量计由测量管、受力元件(靶板)、力感应元件、温度压力传感器、传递机构和显示机构等组成。
a.测量管。经特殊加工且符合特定技术要求的一段管段,在其上可安装测量流量的元件或装置。
b.靶板。安装在测量管,用于测量流体流量的检测元件,简称为靶。
c.力感应元件。将靶上所受的力转换为其他可检侧电信号的元件。
d.温度压力传感器。用于进行补偿的,检测流体温度和压力的传感器。
e.传递机构和显示机构,信号传递和输出显示的装置。
②检测部件结构图
锅炉流量计的检测部件由安装在测量管内的靶板和连接杆、密封膜片组成。如图所示。靶板受到流体流动的冲击力发生微小位移。该冲击力和在靶板两侧的差压产生的不平衡力一起作用在靶板。
蒸汽 锅炉流量计测量原理
(1)测量原理
①受力分析
流体对靶的作用力由下列各分力组成。
流体对靶的冲击力和流体在流过靶板后分离,在靶两侧产生差压所形成的作用力F。
流量流过靶与管道内壁之间的环形截面时,对靶周形成的粘滞摩擦力。
其中,前者远大于后者,因此,可只考虑F的影响。
通常,流速低时,流体绕过靶板,在流体边缘层发生分离,不产生旋涡,对流体的主要阻力来自流体摩擦,其大小与雷诺数有关。随着流速增加,边界层开始分离,并在靶后产生旋涡,流体阻力从摩擦阻力转变为压差阻力,其大小与流速平方成正比。其阻力系数不随雷诺数增加而变化。
②计算公式
在恒定截面直管段中设置一个与流束方向相垂直的靶板,流体沿靶板周围通过时,靶板受到作用力F,其大小与流体的动能和靶板面积A成正比.可表示为:
式中,α是流量系数;γ是流体可膨胀系数;D是测量管内径,m; d是靶径,m; ρ是流体密度,kg/m3; F是靶受到的力,N ; qv是流体体积流量,m3/s。
(2)主要系数
①界限雷诺数
与节流装置类似,当流体雷诺数大于某一雷诺数时,气体流量计的流量系数趋于恒定,称该雷诺数为界限雷诺数。界限雷诺数与靶几何尺寸、管道内径、被测流体特性等有关。
实验表明,煤气流量计的界限雷诺数比标准节流装置的界限雷诺数要低得多。因此,焦炉煤气 流量计可适用于低雷诺数流体的流量测量。
通常,管道内径越小,界限雷诺数越小。下表是电动部分界限雷诺数与流量系数。
管道公称之间D/mm | 15 | 25 | 50 | 100 | |||
靶径d/mm | 12 | 20 | 35 | 40 | 50 | 60 | 70 |
靶径比d/D | 0.8 | 0.8 | 0.7 | 0.8 | 0.5 | 0.6 | 0.7 |
界限雷诺数 | 2000 | 3000 | 3000 | 4000 | 4000 | 4000 | 20000 |
流量系数 | 0.6989 | 0.7287 | 0.660 | 0.673 | 0.661 | 0.649 | 0.644 |
②流量系数
大量实验提供的数据表明,焦炉 煤气流量计流量系数的基本数据在0.62~0.66之间。影响焦炉煤气 流量计流量系数的因素分析如下。
靶的几何形状。不同形状的靶对流体的流阻不同,造成流量系数不同。实验表明,球靶对流量系数的影响Z大,半球靶次之,平板靶Z小.
雷诺数。存在一个界限雷诺数,当流体雷诺数大于该值时,流量系数可基本恒定。
流通截面。焦炉 煤气流量计的流通截面是圆环面积.连接靶板的杠杆直径和通过圆环的杠杆长度影响流通面积。流通截面面积的减小使流量系数增大。
靶径和靶径比。它们影响流通截面面积,也影响靶的受力。靶径大,流量系数大;靶径比(靶径与管道内径之比)大,流量系数减小。
靶板特性。与标准孔板类似,靶板入口锐度影响流量系数。因此,长期使用后流量系数会增大。此外,靶板的平直度等也影响流量系数。
直管段。焦炉 煤气流量计对上游直管段长度的要求比标准孔板的低,一般在5D-1OD。
安装。靶板与管道的同心度、测量管内径与管道内径不*等都会造成流量系数的改变。