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淺析超高流速的認識誤區及應對措施
關鍵字：渦街流量計 日期：2022-10-26 15:50:05
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| 在工業管道流量的測量過程中，很多用戶對管道介質的流速存在誤區，他們認為：管道操作壓力低，不可能產生高流速。而正是這樣看似合理的誤判，導致流量測量出現問題，影響企業正常生產運行。
眾所周知，當前多數技監局下屬的計量測試所采用的流量標定裝置為音速噴嘴裝置，也叫臨界噴嘴裝置，其工作原理是在裝置下游采用真空泵吸氣?？梢钥吹?，上游壓力僅為大氣壓力，即使抽到理想真空，壓差也只有1kg，在噴嘴中產生音速，直接直接證明了壓力低不會產生高流速，這種想法是錯誤的。
（音速噴嘴裝置）
從中我們可以得出，在工業生產現場，流速、壓力、溫度等工藝參數往往不是恒定不變的，它們會隨著工況條件和其他參數的改變而改變，有時候甚至發生劇烈變化，這給企業正常生產帶來了不便，也給相關檢測行業帶來了困難。任何一臺儀表都有固定的量程比，因此該儀表所能檢測的范圍是有限的，當所測參數隨著工況的改變而超出測量范圍時，測量就會出現困難。
在實際應用中，在氣體測量特別是在蒸汽流量檢測中，常出現超量程情況，渦街流量計將出現特有的“流量越大，指示越小”的情況，這一現象在進口產品及國產產品均時常發生，由此產生巨大測量誤差，引發巨額貿易糾紛。同時，由于漩渦強度與流體流速的平方成正比，漩渦重復頻率與流速成正比，所以高流速下漩渦升力巨大，且頻率較高，例如：100m/s流速與2m/s流速相比，漩渦施加于傳感器上的升力將達到2500倍，同時高流速下的漩渦頻率將達到近10000Hz，極易覆蓋傳感器共振頻率，令傳感器斷裂，斷裂的傳感器在無法工作的同時，高速飛向下游，對下游設備產生重大威脅。這正是國內廠家以及某些國外知名產家的產品在高流速環境下測量失敗的原因。
目前國外知名渦街流量計氣體測量上限都在80m/s左右，僅能應對常規流速的測量，對于高流速甚至是超高流速的氣體根本無法測量。而基于原理限制，每臺傳感器的流量可測量范圍完全依賴量程比范圍，無法通過改變結構、尺寸來進行測量范圍的遷移。
對此問題，我公司通過自主研發發現：
1. 我司研制出獨特的雙發生體，在超高速的時候也能夠繼續產生穩定卡門漩渦，解決了流量越大，漩渦穩定度越差的問題。
2. 大幅度提升共振頻率，將共振頻率提升到3倍于最高渦街頻率以上，消除高流速下的共振現象，解決了傳感器疲勞斷裂問題，保證了傳感器安全。
由此一來，解決了高流速下的信號問題和傳感器的結構安全問題，有效解決了高流速下的測量難題。
國內某著名汽車制造廠在其動力集中供熱管道上使用我公司夾持型滿管式抗振型渦街流量計。該測點基本情況如下：
測量介質：蒸汽
管道口徑：DN150，溫度200~270℃，壓力0.03~0.13MPa，密度0.47~1.11kg/m3，流量：0~10T/h
下圖為該測點流量計運行過程中某一天24小時內流量、壓力、溫度、流速變化曲線圖。
從該運行監控曲線中我們可以看出
1. 流量最高時接近15T/h，已超出給定流量上限的50%
2. 流速隨著溫度壓力的變化而變化，最高流速超過300m/s，而此時壓力僅為60KPa
在如此高的流速和變化如此巨大的工況條件下，我公司產品依然能夠精確測量，并且在經過長時間未經維護的使用之后，仍然工作正常。至此可以判定，我公司產品能夠應對超高流速的氣體測量難題。
總結：
1. 該測點60KPa的壓力，產生300m/s的流速，再次證明了認為壓力低不可能產生高流速的觀點是錯誤的。
2. 在該測點的測量中，300m/s的流速已經超過我公司蒸汽測量上限的2.5倍，由于我公司設計余量，依然能夠準確檢測。但在生產現場，流速會隨工況的變化而變化，因此在選用時需謹慎核算。
3. 在該測點的測量中，我們可以看到，此系列產品不僅成功應對了高流速狀態下的測量，同時在流速、流量較低時候也能準確測量，直接證明了我公司產品所具備的國際先進的抗振能力和量程比，展現了未來流量計所特有的高性能。
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