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淺析超高流速的認(rèn)識誤區(qū)及應(yīng)對措施
關(guān)鍵字:渦街流量計(jì) 日期:2022-10-26 15:50:05
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在工業(yè)管道流量的測量過程中,很多用戶對管道介質(zhì)的流速存在誤區(qū),他們認(rèn)為:管道操作壓力低,不可能產(chǎn)生高流速。而正是這樣看似合理的誤判,導(dǎo)致流量測量出現(xiàn)問題,影響企業(yè)正常生產(chǎn)運(yùn)行。 眾所周知,當(dāng)前多數(shù)技監(jiān)局下屬的計(jì)量測試所采用的流量標(biāo)定裝置為音速噴嘴裝置,也叫臨界噴嘴裝置,其工作原理是在裝置下游采用真空泵吸氣。可以看到,上游壓力僅為大氣壓力,即使抽到理想真空,壓差也只有1kg,在噴嘴中產(chǎn)生音速,直接直接證明了壓力低不會產(chǎn)生高流速,這種想法是錯(cuò)誤的。 (音速噴嘴裝置) 從中我們可以得出,在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場,流速、壓力、溫度等工藝參數(shù)往往不是恒定不變的,它們會隨著工況條件和其他參數(shù)的改變而改變,有時(shí)候甚至發(fā)生劇烈變化,這給企業(yè)正常生產(chǎn)帶來了不便,也給相關(guān)檢測行業(yè)帶來了困難。任何一臺儀表都有固定的量程比,因此該儀表所能檢測的范圍是有限的,當(dāng)所測參數(shù)隨著工況的改變而超出測量范圍時(shí),測量就會出現(xiàn)困難。 在實(shí)際應(yīng)用中,在氣體測量特別是在蒸汽流量檢測中,常出現(xiàn)超量程情況,渦街流量計(jì)將出現(xiàn)特有的“流量越大,指示越小”的情況,這一現(xiàn)象在進(jìn)口產(chǎn)品及國產(chǎn)產(chǎn)品均時(shí)常發(fā)生,由此產(chǎn)生巨大測量誤差,引發(fā)巨額貿(mào)易糾紛。同時(shí),由于漩渦強(qiáng)度與流體流速的平方成正比,漩渦重復(fù)頻率與流速成正比,所以高流速下漩渦升力巨大,且頻率較高,例如:100m/s流速與2m/s流速相比,漩渦施加于傳感器上的升力將達(dá)到2500倍,同時(shí)高流速下的漩渦頻率將達(dá)到近10000Hz,極易覆蓋傳感器共振頻率,令傳感器斷裂,斷裂的傳感器在無法工作的同時(shí),高速飛向下游,對下游設(shè)備產(chǎn)生重大威脅。這正是國內(nèi)廠家以及某些國外知名產(chǎn)家的產(chǎn)品在高流速環(huán)境下測量失敗的原因。 目前國外知名渦街流量計(jì)氣體測量上限都在80m/s左右,僅能應(yīng)對常規(guī)流速的測量,對于高流速甚至是超高流速的氣體根本無法測量。而基于原理限制,每臺傳感器的流量可測量范圍完全依賴量程比范圍,無法通過改變結(jié)構(gòu)、尺寸來進(jìn)行測量范圍的遷移。 對此問題,我公司通過自主研發(fā)發(fā)現(xiàn): 1. 我司研制出獨(dú)特的雙發(fā)生體,在超高速的時(shí)候也能夠繼續(xù)產(chǎn)生穩(wěn)定卡門漩渦,解決了流量越大,漩渦穩(wěn)定度越差的問題。 2. 大幅度提升共振頻率,將共振頻率提升到3倍于最高渦街頻率以上,消除高流速下的共振現(xiàn)象,解決了傳感器疲勞斷裂問題,保證了傳感器安全。 由此一來,解決了高流速下的信號問題和傳感器的結(jié)構(gòu)安全問題,有效解決了高流速下的測量難題。 國內(nèi)某著名汽車制造廠在其動(dòng)力集中供熱管道上使用我公司夾持型滿管式抗振型渦街流量計(jì)。該測點(diǎn)基本情況如下: 測量介質(zhì):蒸汽 管道口徑:DN150,溫度200~270℃,壓力0.03~0.13MPa,密度0.47~1.11kg/m³,流量:0~10T/h 下圖為該測點(diǎn)流量計(jì)運(yùn)行過程中某一天24小時(shí)內(nèi)流量、壓力、溫度、流速變化曲線圖。 從該運(yùn)行監(jiān)控曲線中我們可以看出 1. 流量最高時(shí)接近15T/h,已超出給定流量上限的50% 2. 流速隨著溫度壓力的變化而變化,最高流速超過300m/s,而此時(shí)壓力僅為60KPa 在如此高的流速和變化如此巨大的工況條件下,我公司產(chǎn)品依然能夠精確測量,并且在經(jīng)過長時(shí)間未經(jīng)維護(hù)的使用之后,仍然工作正常。至此可以判定,我公司產(chǎn)品能夠應(yīng)對超高流速的氣體測量難題。 總結(jié): 1. 該測點(diǎn)60KPa的壓力,產(chǎn)生300m/s的流速,再次證明了認(rèn)為壓力低不可能產(chǎn)生高流速的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。 2. 在該測點(diǎn)的測量中,300m/s的流速已經(jīng)超過我公司蒸汽測量上限的2.5倍,由于我公司設(shè)計(jì)余量,依然能夠準(zhǔn)確檢測。但在生產(chǎn)現(xiàn)場,流速會隨工況的變化而變化,因此在選用時(shí)需謹(jǐn)慎核算。 3. 在該測點(diǎn)的測量中,我們可以看到,此系列產(chǎn)品不僅成功應(yīng)對了高流速狀態(tài)下的測量,同時(shí)在流速、流量較低時(shí)候也能準(zhǔn)確測量,直接證明了我公司產(chǎn)品所具備的國際先進(jìn)的抗振能力和量程比,展現(xiàn)了未來流量計(jì)所特有的高性能。
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