旋进旋涡流量计安装要点:
1、智能旋进旋涡流量计按流向标志可在垂直、水平或任意倾斜位置上安装。
2、当管线较长或距离振动源较近时,应在流量计的上、下游安装支撑,以消除管线振动的影响。
3、智能旋进旋涡流量计的安装地点应有足够的空间,以便于流量计的检查和维修,并应满足流量计的环境要求。
4、应避免外界强磁场的干扰。
5、在室外安装使用时,应有遮盖物,避免烈日曝晒与雨水浸蚀,影响仪表使用寿命。
6、管线试压时,应注意智能旋进旋涡流量计所配置压力传感器的压力测量范围,以免过压损坏压力传感器。
7、应注意安装应力的影响,安装流量计上游和下游管道应同轴,否则会产生剪切应力。安装流量计的位置应考虑密封垫片的厚度,或在下游侧安装一个弹性伸缩节。
流体力学控制方程和湍流模型
旋进旋涡流量计的流体动力特性可以用流体力学基本方程描述如下.
连续性方程与动量方程[13,14]:
流量计内部为湍流流动,需引入湍流模型.标准的k-ε湍流模型用于强旋流或带有弯曲壁面的流动时,会出现一定失真,因此本文选用RNGk-ε湍流模型.湍流模型和相关方程在文献[11]中有详细说明,感兴趣的读者可参考这篇文献.图4为流量计物理模型,计算区域总长度为447 mm,网格划分采用的是非结构化混合网格,在局部流动复杂部分对网格进行加密.网格数大约为80万.在旋进旋涡流量计的流通管道上设置五个压力检测截面1,2,3,4,5.截面1位于扩张段的中部,截面2位于扩张段上游5 mm处,截面3位于扩张段上游10 mm处,截面4扩张段上游15 mm处,截面5位于扩张段下游5 mm处.分别在每个截面距壁面6 mm处设置对称两点作为压力脉动信号采集点.
式中:f为单侧旋涡频率,Hz;St为斯特劳哈尔数,无量纲,数值大小与旋涡发生体形状和流体雷诺数有关;v为流体平均流速,m/s;d为圆柱体直径,m。
当流体雷诺数在2104~7106范围(这是仪表的正常工作范围)之内时,斯特劳哈尔数可视为常数,这时,旋涡产生的频率与流体平均流速成正比,测得频率f即可求得流体的体积流量。
旋涡频率的测量可采用热、电、声等多种方法,如热敏检测法、应力检测法、电容检测法、超声检测法等,这些方法是利用敏感元件把旋涡处的压力、流速或密度等参数的周期性变化转换为周期性的电信号,然后经放大等处理后得到方波脉冲,后由二次仪表显示、记录或累积。
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