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蒸汽流量计测量原理先容

    在蒸汽流量计量中,最常用的流量计是差压式流量计涡街流量计
    差压式流量计的理论依据是伯努利方程和流动连续性方程。当流体流经节流装置,使部分压力能转换为动能,产生差压信号,而这一差压与流量的平方成正比,其数学模型为: 蒸汽流量计流量方程1
式中:qm为蒸汽质量流量,T/h; C为流出系数;ε为可膨胀性系数;d为节流件孔径,m; ρ为节流件蒸汽密度,kg/m3;△P为节流件上下游差压,Pa;E为渐近速度系数。
    涡街流量计的理论依据是流体振荡原理。流体在管道中经过涡街流量变送器时,在三角柱的旋涡发生体后上下交替,产生正比于流速的两列旋涡,旋涡的释放频率与流过旋涡发生体的流体平均速度及旋涡发生体特征宽度有关,可用以下公式表示:蒸汽流量计流量方程2
式中:f为旋涡的释放频率,Hz;k为流量系数,l/L; ρ为蒸汽密度,kg/m3;ν为流过旋涡发生体的流体平均速度,m/s; d为旋涡发生体特征宽度,m;St为斯特罗哈数,无量纲,当雷诺数Re在102~105范围内,St值约为0.2。
    从式(2)和式(4)可以看出,蒸汽质量流量与蒸汽密度直接相关。因此,必须对流量计进行温度(Pt100铂电阻)或者压力(压力变送器)补偿,可显示饱和蒸汽的瞬时质量流量、累计流量以及温度、压力。Pt100铂电阻测量得到的介质温度信号和压力变送器测量得到的介质压力信号作为密度补偿信号,涡街流量计对蒸汽流量进行密度修正。对饱和蒸汽,蒸汽密度ρ只与压力P有关,即ρ=ρ(p);而对于过热蒸汽,蒸汽密度ρ与压力P的关系和温度T有关,即ρ=ρ(p,T)。

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