涡街流量计的测压点为什么不能选在表前?
在使用涡街流量计测量气体或蒸汽流量时,通常需要测量流体压力。多数制造商建议将测压点设置在涡街流量传感器的下游位置,但也有部分厂商推荐设于上游。那么,测压点究竟应如何选择?
建议设于下游的原因:根据涡街流量计的工作原理,旋涡剥离频率与旋涡发生体下游的平均流速成正比,因此其输出频率反映的是该处的体积流量。
图 卡曼涡街
对于气体测量,需将工况下的体积流量转换为标准状态体积流量;对于蒸汽,则需获取该体积流量对应的流体密度,两者均需已知工况条件下的流体压力。由于气体和蒸汽具有可压缩性,管道不同断面处的静压并不相同,因此测压点的选择至关重要。
上游测压带来多大误差:如果将测压口开在涡街流量计的上游,测得的压力要比下游高得多。因为流体流过旋涡发生体时,在发生体前后要产生压力降。横河公司对自己的涡街流量计的压力降提出了一个公式,即
Δp——压力损失,MPa
ρ——流体密度,kg/m3
v——流速,m/s
从该式可见,当流速较低时,Δp并不大,但随着流速的增高,Δp就快速增大,成为不可忽略的变量。
例如对于0.8MPa(流量计下游值)饱和蒸汽,ρ约为5.15kg/m3,在流速为60m/s时,Δp=19.5KPa,则上游压力就为0.8195MPa。对应的密度ρ=5.26kg/m3,于是质量流量计算结果偏高2%,这是个不小的数字。
来自其他方面的意见:在英国国家标准BS 7405-1991《封闭管道中流体流量测量用流量表应用和选择指南》种有一幅图如下图所示。这个建议与涡街流量计工作原理是吻合的。另外,下图是典型的旋进旋涡式流量计结构图。从图中可见,在旋涡检测元件的正下方开有一个取压礼,从原理分析,这样设计是合理的。如果没有这个孔,要将测压孔开到流量计下游的管道上,那就差得更多了,因为在检测元件下游有一个消旋器,流速较高时,消旋器上的压力降也不容忽视。
图 涡街流量计安装建议
图 旋进旋涡式流量计结构



