针对现有旋进旋涡流量计压损大、小流量信号弱等问题,提出了结构改进和参数优化研究方案.改进对象为一个DN50气体旋进旋涡流量计,其内部结构和寸见图2.流量计长度为232 mm,入口管径50 mm,收缩段长度94.2 mm,发展段管径为36 mm、长度为35.8 mm,扩张段长为12 mm,扩张角度为60°.具体改进和参数优化研究如下:
1)起旋器入口加装导流叶片段.原有起旋器叶片在入口段没有导流部分(图1),叶片与来流之间夹角为60°,来流不是切向进入,会造成严重的流动分离.流动分离使得流动扰动和流动阻力增大.因此,改进方案中考虑把原来起旋器叶片延长并作弯曲(见图3a),使得入口与来流夹角为0°,即流动切向进入,以期改善流动状态.
旋进旋涡流量计的结构主要由壳体1、旋涡发生器2、压电传感器3、出口导流体4以及积算仪5等部件组成(见图1)。其工作原理是:当沿着轴向的气体进量计人口时,旋涡发生器的螺旋形叶片强迫气流进行旋转运动,于是在旋涡发生器中心产生旋涡流,旋涡流在文丘利管中旋进,到达收缩段突然节流使旋涡流加速,当旋涡流进人扩散段后,因回流作用强迫进行旋进式二次旋转。在某量范围内,旋涡流的旋转频率与介质流速成正比,并为线性。压电传感器检测的微弱电荷信号经前置放大、滤波、后,变成频率与流体流速成正比的脉冲信号,*后送流量积算仪进行计数处理。
多数流量讨一的旋涡发生器是铝制材料,容易被腐蚀和磨损,同时,由于旋涡发生器的进气道比较狭窄,在实际计量中容易被杂质堵塞。
旋进旋涡流量计又名为旋涡流量计,其工作原理是利用有规律的旋涡剥离现象来测量流体流量的。具体的就是通过在管道中垂直于流体流动方向插入一根非流线形的阻流体(也叫旋涡发生体),在流体的雷诺数到达规定的数值时,流体便会在阻流体两侧交替地分离并释放出两列规则的交错排列的旋涡涡街,在一定的流速范围内,旋涡的分离频率正比于流量。
如果设两列旋涡间的距离为h,同列相邻两个旋涡间的距离为L,则当h/L=0.281时,所产生的旋涡是周期性和稳定的。此时,对于图1所示圆柱形旋涡发生体产生的旋涡,其单侧频率f可表示为:f=St·(1)
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