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壓縮空氣流量計選型參數(shù)

壓縮空氣流量計選型是儀表應(yīng)用中非常重用的工作,壓縮空氣流量計選型的正確與否將直接影響到儀表是否能夠正常運行。因此用戶和設(shè)計單位在選用本公司產(chǎn)品時,請仔細(xì)閱讀本節(jié)資料,認(rèn)真核對流體的工藝參數(shù)并**可與我公司的銷售或技術(shù)支持部門聯(lián)系,以確保選型正確。
一.適用流量范圍和壓縮空氣流量計口徑的確定
壓縮空氣流量計口徑的選擇,根據(jù)流量范圍來確定。不同口徑壓縮空氣流量計的測量范圍是不一樣的。即使同一口徑流量表,用于不同介質(zhì)時,它的測量范圍也是不一樣的。實際可測的流量范圍需要通過計算確定。
(一)參比條件下空氣及水的流量范圍,見表(二),參比條件如下:
1.氣體:常溫常壓空氣,t=20℃,P=0.1MPa(絕壓),ρ =1.205 kg/m3,υ =15×10-6 m2/s。
2.液體:常溫水 , t=20℃ , ρ =998.2kg/m3 , υ =1.006×10-6m2/s。
(二)確定流量范圍和壓縮空氣流量計口徑的基本步驟:
1.明確以下工作參數(shù)。
(1)被測介質(zhì)的名稱、組份
(2)工作狀態(tài)的*小、常用、*大流量
(3)介質(zhì)的*低、常用、*高壓力和溫度
(4)工作狀態(tài)下介質(zhì)的粘度
2.壓縮空氣流量計測量的是介質(zhì)的工作狀態(tài)體積流量,因此應(yīng)先根據(jù)工藝參數(shù)求出介質(zhì)的工作狀態(tài)體積流量,相關(guān)公式如下:
(1)已知氣體標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積流量,可通過以下公式求出工況體積流量
(2)已知氣體標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度ρ ,可通過以下公式求出工況密度
(3)已知質(zhì)量流量 Qm換算為體積流量 Qv
式中:
Qv:介質(zhì)在工況狀態(tài)下的體積流量(m3/h)(Qv=3600f/K  K:儀表系數(shù) )
Qo:介質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量(Nm3/h) 
Qm:質(zhì)量流量 (t/h)
ρ:介質(zhì)在工況狀態(tài)下的密度(kg/m3)
ρ o:介質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度(kg/m3),常用氣體介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度,見表(三)
P:工況狀態(tài)表壓(MPa)
t:工況狀態(tài)溫度(℃)
3.儀表下限流量的確定。壓縮空氣流量計的上限適用流量一般可不計算,壓縮空氣流量計口徑的選擇主要是對流量下限的計算。下限流量的計算應(yīng)該滿足兩個條件:*小雷諾數(shù)不應(yīng)低于界限雷諾數(shù)(Re=2×104);對于應(yīng)力式壓縮空氣流量計在下限流量時產(chǎn)生的旋渦強度應(yīng)大于傳感器旋渦強度的允許值(旋渦強度與升力ρ v2成比例關(guān)系)。這些條件可表示如下:
由密度決定的工況可測下限流量:
由運動粘度決定的線性下限流量:
式中:
Qρ:滿足旋渦強度要求的*小體積流量(m3/h) 
ρ 0:參比條件下介質(zhì)的密度
Qυ:滿足*小雷諾數(shù)要求的*小線性體積流量(m3/h)
ρ:被測介質(zhì)工況密度(kg/m3)
Q0:參比條件下儀表的*小體積流量(m3/h) 
υ:工作狀態(tài)下介質(zhì)的運動粘度(m2/s)
υ o:參比條件下介質(zhì)的運動粘度(m2/s) 
通過公式(6)、(7)計算出 Qρ 和 Qν 。比較 Qρ 和 Qν ,確定流量儀表可測下限流量和線性下限流量:Qυ ≥Qρ :可測流量范圍為 Qρ ~Qmax , 線性流量范圍為 Qυ ~Qmax
Qmax:壓縮空氣流量計的上限體積流量(m3/h)
4.壓縮空氣流量計上限流量以表(二)中的上限流量為準(zhǔn)。氣體的上限流速應(yīng)該小于 70m/s,液體的上限流速應(yīng)該小于 7m/s
5.當(dāng)用戶測量的介質(zhì)為蒸汽時,常采用的計量單位是質(zhì)量流量,即:t/h 或 Kg/h。由于蒸汽(過熱蒸汽和飽和蒸汽)在不同溫度和壓力下的密度是不同的,因此蒸汽流量范圍的確定可由公式(8)進行計算得出
式中:
ρ:蒸汽的密度(kg/m3)
ρ0:1.205kg/m3
Q 蒸汽:蒸汽質(zhì)量流量(t/h)
6.計算壓力損失,檢測壓力損失對工藝管線是否有影響,公式(單位:Pa):
式中:
Δ p:壓力損失(Pa) Cd:壓力損失系數(shù)
ρ :工況介質(zhì)密度(kg/m3)V:平均流速(m/s)
7.被測介質(zhì)為液體時,為防止氣化和氣蝕,應(yīng)使管道壓力符合以下要求:
式中:
Δ p:壓力損失(Pa)
p0:工作溫度下液體的飽和蒸汽壓(Pa 絕壓)
Po:流體的蒸汽壓力 (Pa 絕壓) 
8.壓縮空氣流量計不適合測量高粘度液體。當(dāng)計算出的可測流量下限不滿足設(shè)計工藝要求時,應(yīng)該考慮選用其它類型流量計。
9.通過計算如果有兩種口徑都可滿足要求,為了提高測量效果、降低造價,應(yīng)選用口徑較小的表。應(yīng)該注意的是,盡可能使常用量處在流量范圍上限的 1/2~2/3
(三)選型舉例:
例一:已知氣體壓力和溫度及標(biāo)況下的流量時
某壓縮空氣,標(biāo)況流量范圍為QN=1200-12000Nm3/h,壓力 P=0.7Mpa(表壓),溫度 t=30℃。試確定流量計口徑。
步驟一:計算壓縮空氣的工況體積流量
由公式(3):
工況使用下限體積流量為: 
Qvmin=QN×0.101325×(273.15+t)/293.15/(P +0.1)=1200×0.101325×(273.15+30)/293.15/(0.7 +0.1)=157(m3/h)
工況使用流量上限為: Qvmax=1570(m3/h)
步驟二:根據(jù)使用工況流量范圍 157-1570m3/h,查表(二),滿足下限流量條件的流量計為 DN80、DN100 和 DN125,考慮到上限流量 1270m3/h及使用效果和經(jīng)濟成本,初選 DN100, DN100流量計的工況流量范圍是 100-1700m3/h,接近使用流量范圍,初選 DN100 流量計,但應(yīng)具體核算 DN100 流量計在該工況條件下的可測下限流量。核算 DN100 流量計在該工況條件下的可 測下限流量:
由公式(4)及公式(6):
即,流量計在該工況條件下的可測下限流量是37.46m3/h,遠(yuǎn)小于要求的工況下限流量 157m3/h,確定選用 DN100 流量計。
例二:已知蒸汽壓力和溫度及工況流量時
測量介質(zhì)為過熱蒸汽,蒸汽溫度為 320℃,壓力為 1.5MPa(絕壓),流量范圍為 3t/h~25t/h, 試 確定流量計口徑。
步驟一:計算蒸汽的等效空氣參比條件下的體積流量范圍,經(jīng)查附表(二),該狀態(tài)下蒸汽的密度為:5.665Kg/m3,由公式(8) :
步驟二:根據(jù)等效參比流量范圍 765-6379m3/h,查 表(二),比較適合該流量范圍為 DN200 口徑。
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