旋进旋涡流量计主要由起旋器、文丘里管、消旋器和检测传感器组成,其结构原理如图1.
旋进旋涡流量计是基于旋涡进动现象工作的[12].流体流入旋进旋涡流量计后,首先通过一组由固定螺旋形叶片组成的起旋器后被强制旋转,使流体形成旋涡流.旋涡中心为“涡核”是流体旋转运动速度很高的区域,其外围是环流.流体流经收缩段时旋涡加速,沿流动方向涡核直径逐渐缩小,而强度逐渐加强.此时涡核与流量计的轴线相一致.当进入扩大段后,旋涡急剧减速,压力上升,中心区域的压力比周围的压力低,于是产生了局部回流.在回流作用下,涡核偏离中心轴像刚体一样在扩张段壁面做螺旋进动,并且是围绕中心轴进行的.进动频率与流体的流速成正比.因此,测得旋进旋涡的频率即能反映流速和体积流量的大小.
起旋器叶片数量增加.起旋器原来的叶片数量是6片,考虑增加1片(图3b),同时为了保证流动面积不减小,将叶片厚度由2.5 mm变为1.5 mm(当前加工能力能够做到).螺旋角度保持不变,仍为30°.关于流量计壳体参数方面,对扩张角和收缩比进行研究.如前所述,旋涡进入扩张段后急剧减速,产生了局部回流,涡核偏离中心轴打在壁面上,产生压力脉动.因此,扩张角大小对涡核运动会产生很大影响.本文将对30°、60°(原型参数)和90°(阶梯型)三种情况进行模拟计算.收缩比也是比较重要的一个参数,收缩比越大,旋涡旋转速度增加越多,但是同时压损将变大,而且可能造成扩张段涡核扰动对冲击壁面的影响减低.本文考察了50∶36(目前参数)和50∶32两种收缩比的情况.需要说明的是,对扩张角和收缩比参数研究时,针对的起旋器模型是加装了导流叶片(6个叶片)的情况.
重视仪表选型。在已经选定了仪表种类(比如,智能式旋进旋涡气体流量计)的情况下,紧接着对仪表规格及其配套元件的选择是至关重要的。一句话,选好才能用好。为此,在选型过程中应把握住两条基本原则;即:一要保证使用精度,二要保证生产安全。要做到这一点,就必须落实三个选型参数,即近期和远期的大、小及常用瞬时流量(主要用于选定仪表的大小规格)、被测介质的设计压力(主要用于选定仪表的公称压力等级)、工作压力(主要用于选定仪表压力传感器的压力等级)。
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