dn15涡街流量计

dn15涡街流量计是根据“卡门漩涡”原理研制成的一种流体振荡式流量测量仪表。“卡门漩涡”现象是在流动的流体中插入一根（或多根）迎流面为非流线型柱状物时，流体在柱状物两侧交替地分离释放出两列规则的漩涡。在测量管道的流体中设置非流线型的漩涡发生体，当雷诺数达到一定值时，从漩涡发生体下游两侧交替地分离释放出两串规则地交错排列的漩涡，这种漩涡称为卡门涡街，在一定雷诺数范围内漩涡的分离频率与漩涡发生体的几何尺寸、管道的几何尺寸有关，漩涡的频域正比于流量，并可由各种形式的传感器检出[1-3]。

流量计利用卡门涡街原理如图1所示，有如下关系式：

式中d——阻流件的宽度，m；
`U——流经流量计的流体平均流速，m/s；
f——漩涡的频率Hz；
Sr——斯特劳哈数(Strouhalnumber)
m——漩涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比，对于直径为的圆柱形漩涡发生体：

式中K——流量计的仪表系数，1/m2。
　　K除与漩涡发生体、管道的几何尺寸有关外，还与斯特劳哈数有关。斯特劳哈数为无量纲参数，它与漩涡发生体形状及雷诺数有关，图2所示为三角柱状漩涡发生体的斯特劳哈数与管道雷诺数的关系图。由图2可见，在46210~710DRe???范围内，Sr可视为常数，这是仪表正常工作范围。

当测量气体流量时，涡街流量计的标准体积流量计算式为

式中Vnq，Vq——标准参比条件下(C?20，101.325kPa)工况下的体积流量m3/s;
Pn，P——标准参比条件下和工况下的压力，Pa；
Tn，T——标准参比条件下和工况下的热力学温度，K;
Zn，Z——标准参比条件下和工况下的气体压缩系数；
　　由式(5)可见，dn15涡街流量计输出的脉冲频率信号不受流体物性和组分变化的影响，即仪表系数在一定雷诺数范围内仅与漩涡发生体及管道的形状尺寸等有关。
2优势与局限性
2.1优点
1)涡街流量计结构简单，安装维护方便。
2)无可移动部件，可靠性高。
3)重量轻，价格便宜，在众多的流量计中，涡街流量计的经济性较好，是一种经济实惠的流量计。
4)适应性强，结构形式多种多样，可计量多种流体介质，如液体、气体、高温蒸汽、低温液体和部分混相流体[4]。
5)在一定的雷诺数范围，输出频率信号不受流体物性（密度、黏度）和组分的影响。
6)压力损失小。
7)在一种典型介质中校验，而适用于各种介质。
8)可以通过确定斯特劳哈尔数与发生体几何参数之间的关系，来实现干标定。
2.2局限性
1)涡街流量计不适用于低雷诺数测量（ReD≥2×104），因此不适用于低流速，或者小口径，或者高黏度的流体计量。
2)漩涡分离的稳定性受流速分布畸变及旋转流的影响。
3)除了热敏和超声式，其他种类的涡街流量计对管道机械振动均较敏感，不宜用于强震动场所。
4)仪表口径不宜过大，一般口径不超过300mm。
5)涡街流量计适用的流体比较广泛，但不适用于脏污流体。
6)涡街流量计在混相流体中的应用经验还少。
3涡街流量计的初步选型
　　涡街流量计同样具有局限性，也有其适用范围，因此何种工况选用涡街流量计，选用哪一类的涡街流量计，选用多大口径都是需要重点研究的课题。下面本文根据已经投产的某油气生产平台实际工况（表1）进行了流量仪表的初步选型。

　　由表1中的工艺参数可知，管道介质为生产水。它由原油处理系统的生产污水经过斜板除油器除掉浮油后产生。除掉浮油后的生产污水进入溶气式气浮进一步去除污水中的小油滴。首先从管道尺寸考虑，由于管道尺寸为8*25.4=203.2mm，超出靶式流量计（15~50mm）和科氏流量计（150~200mm）的常用测量管道尺寸范围，排除靶式、浮子流量计和科氏流量计；从压损方面考虑，排除孔板流量计（压损：20~50kPaG）；从安装方式方面考虑，排除浮子流量计（需要垂直安装）；容积式、超声式、电磁式、涡街流量计满足上述要求。后从购置考虑，由于涡街流量计的购置、安装、运行、维护费用较低的特点，因此在此选择涡街流量计作为初步选型仪表。