借助计算流体力学(CFD)方法对旋进旋涡流量计进行了研究,获得了流量计内部流场信息,验证了在流量计工作范围内旋涡进动频率与流量之间良好的线性关系.重点对几种旋进旋涡流量计结构改进优化方案进行了分析,这些结构优化方案包括在旋进旋涡流量计起旋器入口加装导流叶片、改变扩张段的扩张角和改变收缩比.结果发现,加装导流叶片可以显著减小流量计压力损失,并可增加涡核的旋转强度,使得检测信号的强度得到增强,从而扩展了测量下限;收缩比和扩张角过大和过小对于流量计性能都不利,存在一个*佳值.
压力损失与流量的关系.图中可以看出,原型流量计的起旋器前端加装螺旋导流叶片后,压损有了明显的减小.流体进入流量计前为是充分发展管流,进入流量计后首先通过的是相当于一个阻流件的起旋器,流体受到起旋器前端叶片的阻挡,当未加导流叶片时,会发生严重的流动分离,从而带来很大的能量损失;而前端增加螺旋导流叶片,流体以平行于流场的角度引导流体顺利并呈螺旋状流入起旋器起旋叶片,避免发生流动分离,压力损失得以减小.当增加叶片数量至7片后,压力损失比6个叶片时进一步减小,这是因为在增加叶片数量的同时减小了叶片厚度,流通面积面反而增大.从图7还可以看出,将扩张段角度缩小至30°和增大至90°时,压损曲线与60°(即原型)的情况相比基本没有变化,说明了在流量计压损方面,扩张角大小影响不大,起旋器的影响是主导因素.
在该仪表的实际应用过程中,压力传感器故障占70%以上,常见压力传感器问题有:由于现在大部分检定站(空气离线检定)都是进行频率传感器的检测,没有压力传感器检定手段,因此厂家对压力传感器检测重视不够,压力传感器质量不好,所测压力与实际压力偏差较大;压力传感器取压口关闭或半关闭,导致所测压力比实际压力偏低;(四)由于所测气质较脏,造成取压口堵塞,所测压力低于实际压力。实践证明压力偏低会使旋进旋涡流量计所测流量偏低,可直接造成经济损失。
综上所述:建议在新购置的旋进旋涡流量计或经过空气离线检定后的流量计,应进行实流离线检定才可现场安装使用。同时在使用过程中,应经常注意旋进旋涡流量计的压力、温度与现场压力表、温度计的压力、温度比对,当异常时,应及时进行维护和检查。
表2 在DN100旋进旋涡流量计前放置DN50垫片作阻流件数据
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