涡街流量计在蒸汽流量测量中的应用

　　在工业自动化测量与控制中，对于介质流量的测量是比较重要但较难于掌握。 特别是在推广工业集中供热的今天，对于蒸汽流量的正确合理计量日显重要，计量的方式是否合适将影响贸易结算的公正性及能源的节能降耗。 原有标准孔板节流件对于蒸汽流量的计量已被非常广泛地认识和采用，但节流件会对被测介质产生压损。 随着测量技术的发展与进步，现有一种新的流体流量测量手段已被逐步认识和推广。

　　1涡街流量计工作原理

　　1911 年世界著名流体专家卡门教授的涡街理论应用是涡街流量计的基本理论，但它的前提是必须在无穷大均匀流场中才能在阻流件后形成稳定的两排交错排列的旋涡。旋涡有以下规律：

　　式中：h 为旋涡之间的横向间隔;a 为旋涡的前后间隔^{[1 ]。} 那么在封闭管道中流场的速度是非同速的，按照流体力学知识， 在水力光滑管中，V 为流体的流速，Vmax为管道中最大流速，层深状态时：

　　即在层深时，流速呈现抛物线形状。

　　在紊流状态中：

　　式中：n 为一个与雷诺数有关的参数，在现实管道中还与管壁粗糙度有关，r 为管中心到管壁的距离^[2]。

　　所以在管道中要插入的阻流件就有以下任务：

　　(1) 通过三角柱对流体的阻塞作用，使流体流过两侧弓形面时几乎使三角柱两侧上下流通速度达到一致。

　　(2) 产生稳定、强烈、规则的旋涡。

　　(3) 使形成的旋涡频率在较大的流速范围内呈线性关系，即尽量宽量程范围。经过多年的应用对比及与有关流量计生产单位的实验探讨，得知三角柱宽度与管道直径比 d/D 控制在 0.28 时效果较好，三角板的尾角在 38o～42o均可以，38o时在空气中标定线性好，42o在水中标定线性好。

　　在三角柱具体安装时，对于测尾流振动频率的探头外置型涡街，三角柱与管壁必须紧密连接，缝隙尽量小，并且两侧不能有焊点，否则旋涡会有噪声干扰。 此时通过敏感元件所测检漏信号并给电路处理即能获得旋涡频率 f：

　　由式(4)可见 f 与管流流速成正比。通过在气体标定装置或水的标定装置上检定可以获得仪表系数 K，K 是单位工况体积介质流过流量计时产生的脉冲数(即旋涡个数)，即一个脉冲反过来代表多少工况体积的流体介质 (注意是工况体积)。所以涡街流量计类似于没有活动部件的容积式流量计，是先天的数字流量计。

　　2涡街流量计现场安装及注意事项

　　流量仪表一经选定，其安装的正确与否便成为非常重要的问题。确保流速分布稳定是涡街计正确安装保证仪表正常工作的最关键条件之一，而仪表通径与管道内径是否匹配就是其中非常重要的一个因素。 实际使用中钢管的标准根据工艺参数要求不同有很大的区别，如 D273 钢管，现场使用的钢管壁厚有区别， 具体规格有 D273×6、D273×7、D273×8等，这样同样 D273 管实际钢管的内径就有区别。 而涡街流量计的通径则一般都比较标准，有 D N50、D N100、D N150、D N200、D N300 等， 这样必然就存在一个匹配的问题，而这一点在现场使用中恰恰没有得到足够的重视。