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蒸汽流量計(jì)測(cè)量原理介紹 |
在蒸汽流量計(jì)量中，最常用的流量計(jì)是差壓式流量計(jì)和渦街流量計(jì)。
差壓式流量計(jì)的理論依據(jù)是伯努利方程和流動(dòng)連續(xù)性方程。當(dāng)流體流經(jīng)節(jié)流裝置，使部分壓力能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，產(chǎn)生差壓信號(hào)，而這一差壓與流量的平方成正比，其數(shù)學(xué)模型為： 
式中：qm為蒸汽質(zhì)量流量，T/h; C為流出系數(shù);ε為可膨脹性系數(shù);d為節(jié)流件孔徑，m; ρ為節(jié)流件蒸汽密度，kg/m3;△P為節(jié)流件上下游差壓，Pa;E為漸近速度系數(shù)。
渦街流量計(jì)的理論依據(jù)是流體振蕩原理。流體在管道中經(jīng)過(guò)渦街流量變送器時(shí)，在三角柱的旋渦發(fā)生體后上下交替，產(chǎn)生正比于流速的兩列旋渦，旋渦的釋放頻率與流過(guò)旋渦發(fā)生體的流體平均速度及旋渦發(fā)生體特征寬度有關(guān)，可用以下公式表示：
式中：f為旋渦的釋放頻率，Hz;k為流量系數(shù)，l/L; ρ為蒸汽密度，kg/m3;ν為流過(guò)旋渦發(fā)生體的流體平均速度，m/s; d為旋渦發(fā)生體特征寬度，m;St為斯特羅哈數(shù)，無(wú)量綱，當(dāng)雷諾數(shù)Re在102~105范圍內(nèi)，St值約為0.2。
從式(2)和式(4)可以看出，蒸汽質(zhì)量流量與蒸汽密度直接相關(guān)。因此，必須對(duì)流量計(jì)進(jìn)行溫度（Pt100鉑電阻）或者壓力（壓力變送器）補(bǔ)償，可顯示飽和蒸汽的瞬時(shí)質(zhì)量流量、累計(jì)流量以及溫度、壓力。Pt100鉑電阻測(cè)量得到的介質(zhì)溫度信號(hào)和壓力變送器測(cè)量得到的介質(zhì)壓力信號(hào)作為密度補(bǔ)償信號(hào)，渦街流量計(jì)對(duì)蒸汽流量進(jìn)行密度修正。對(duì)飽和蒸汽，蒸汽密度ρ只與壓力P有關(guān)，即ρ=ρ(p);而對(duì)于過(guò)熱蒸汽，蒸汽密度ρ與壓力P的關(guān)系和溫度T有關(guān)，即ρ=ρ(p，T)。
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