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污水(shuǐ)流量測量中流量(liang)計的特點探究
  • 發(fā)布日期：2025-12-01      浏覽次數(shu)：3244
      • 　　工控摘要： 環保産(chǎn)業對污水流量的(de)測量和控制的度(dù)、可靠性🏃‍♂️要求已越(yuè)來越高，文章介紹(shao)了電磁式、渦街式(shi)、節流🌐式等幾種流(liu)量計的選型設計(ji)，結合水處理工藝(yì)，從理論和實踐兩(liang)方面闡述各自的(de)特點。
      　　
      　　國外一位流(liú)量專家F.C.Kinghoro曾說過，流(liu)量計是少數幾種(zhǒng)使🔞用比制造🆚艱難(nan)的粘性摩擦作用(yòng)，還會産生不穩定(ding)的旋渦和二次流(liu)等複雜流動現象(xiàng)。測量儀表本身受(shòu)到衆㊙️多因素，如：管(guan)道、口徑大小、形狀(zhuang)（圓形、矩形）、邊界條(tiáo)件、介質的物性（溫(wen)度、壓力、密度、粘度(du)、髒污性、腐蝕性等(deng)）、流體🐉的流動狀态(tai)💘（紊流狀态、速度分(fen)布等）以👄及安裝條(tiáo)件🔞與水平的影響(xiǎng)。面對國内外十幾(ji)類、上百個品種的(de)流量儀表（先後發(fā)展起來的容積式(shì)、差壓式、渦輪式、面(mian)積式、電磁式、超聲(sheng)波式和❓熱式流量(liang)計等類型），如何根(gēn)據流量、流态、安裝(zhuang)要求與環🐅境條🏃‍♂️件(jiàn)、經濟性等因素合(he)理選型，是應用好(hao)流量儀表的📱前提(ti)和基礎。除了儀表(biao)自身質量要得到(dào)保證，工藝數據的(de)提供和儀表的安(an)裝、使用🎯、維護是否(fǒu)合理也♋相當重要(yào)。本文介紹電磁式(shi)、渦街式、節流式等(děng)幾種流量計的選(xuan)型設計。
      　　
      　　1、電磁流量(liang)計選型設計
      　　
      　　電磁(ci)流量計自20世紀50年(nián)代末國内工業應(yīng)用以來，七八十年(nian)代😍在流量測量中(zhōng)運用和發展很快(kuài)。電磁流量計的工(gong)作原理是☂️基于法(fa)拉第電磁感應定(dìng)律，即被測介質垂(chuí)直于磁力線方向(xiang)流動，因而在與介(jiè)質流動和磁力線(xiàn)都垂直的方向‼️上(shang)産生一感應電動(dòng)勢EX感應電動勢EX與(yǔ)被測介質流量（流(liú)速）成正比，電磁流(liú)量計不受溫😄度、壓(ya)力、粘度、重度等外(wài)界因素的影響，測(cè)量管内部無收縮(suo)或🎯凸出部分的壓(yā)力損失，另外🔞，流量(liang)元件檢測出🏃‍♂️的zui初(chū)信号，是一個與流(liú)體平均✉️流速成線(xiàn)性變化的電壓，它(ta)與流體的其他性(xing)質無關，具有很大(dà)的*性。
      　　
      　　根據污水具(jù)有流量變化大、含(han)雜質、腐蝕性小、有(you)一定的🌂導電能力(li)等特性，測量污水(shui)的流量，電磁流量(liàng)計是一個很好的(de)選擇。它結構緊湊(cou)、體積小，安裝、操💚作(zuò)、維護方便，如測量(liang)系統采用智能化(hua)設計，整體密封加(jiā)強，能在較惡劣的(de)環境下正常工作(zuo)。可選用氯丁橡膠(jiāo)襯裏🔴，含钼不鏽鋼(gāng)電極的電磁㊙️流量(liang)計，即可👉滿足污水(shui)流🐇量測量的要求(qiu)。
      　　
      　　某冶煉廠在生産(chan)中，由于生産工藝(yi)的需要，會産生大(da)量的工🙇🏻業污水，污(wu)水處理分廠必須(xū)對污水的流量進(jin)行監控。在以往的(de)設計中，流量儀表(biao)不少都選用旋渦(wo)流量計和孔闆流(liú)量計。而實際應用(yòng)中發現測量的流(liu)量顯示值與實際(jì)流量偏差較大，而(er)改用🌈電磁流量計(jì)偏差大大減小。
      　　
      　　2、渦(wo)街流量計選型設(shè)計
      　　
      　　渦街流量計作(zuo)爲一種新型流量(liang)計，80年代中期以來(lai)發展較快，它在流(liú)量測量方面有着(zhe)諸多的優點和長(zhang)處，在現代流量測(cè)量中應用越來越(yue)廣泛。在國内使用(yong)渦街流量計進行(háng)流量測量也愈來(lái)愈得到重💁視，目前(qian)我國已有性能優(yōu)良并有自主知✏️識(shí)産權的産品系列(liè)。渦街流量計是基(ji)于流體振動發展(zhan)起來的，根據旋渦(wo)🍓的🥵不同，檢測方式(shì)從熱絲式、熱敏💛式(shi)逐漸發展了應力(lì)式、磁敏式及差動(dòng)開關電容式、超聲(sheng)💋波式等。渦街流量(liang)計✏️幾乎可用于一(yī)切可形成旋渦列(liè)的場合，不僅可用(yòng)于封閉的管道，還(hai)可用于開放🔴的溝(gou)槽。與渦輪流量計(ji)相比，渦街流量計(jì)沒有可動的機械(xie)部件，維護工作量(liang)小，儀表常數穩定(ding)；與孔闆⛱️式流量計(ji)相比，渦街流量計(jì)測量🏃‍♀️範圍大，壓力(li)損失✨小，準确度高(gao)，安裝與維護簡單(dān)。但🌏渦街流🤞量計的(de)環境相關參數較(jiào)多，容易在使用現(xian)場被忽略而影響(xiǎng)🍉流量計性能的正(zheng)确💚發揮。
      　　
      　　渦街流量(liang)計的原理是在流(liu)量計管道中，設置(zhi)一滞流件🈚，當流體(ti)流經滞流件時，由(yóu)于滞流件表面的(de)滞流作用等原因(yīn)，在其下遊會産生(sheng)兩列不對稱的旋(xuán)渦，這些旋渦在滞(zhì)流件的側後👣方分(fèn)開，形成所謂的卡(kǎ)門（Karman）旋渦列，兩列旋(xuan)渦的旋轉方向是(shi)相反的，卡門從理(lǐ)論上證明了當h/L=0.281（h爲(wèi)兩🌈旋渦列之間的(de)寬度，L爲兩⁉️個相鄰(lin)旋渦‼️間的距離）時(shí)，旋渦列是穩定的(de)雷諾數Re是表征粘(zhan)性流體❌流動特性(xìng)的一個💔無量綱數(shu)，其物理意義是流(liu)體流動的慣性力(lì)與粘滞力的比值(zhí)。因此，流體的流動(dong)狀态對🔞渦街流量(liang)計的使用也有一(yi)🚶‍♀️定的影響。如果環(huán)境參數對流體流(liú)動狀㊙️态有影響也(yě)會影響到渦街流(liu)量計🚶的使用性能(néng)。
      　　
      　　經過實踐，如下幾(ji)個方面對渦街流(liú)量計的使用都有(yǒu)影💋響，應對這些問(wèn)題進行分析。
      　　
      　　（1）渦街(jiē)流量計的測量範(fan)圍較大，一般10：1，但測(ce)量下限受許多因(yīn)素限♍制：Re＞10000是渦街流(liu)量計工作的zui基本(ben)條件，除此以外，它(ta)還受🙇🏻旋渦能量的(de)限制，介質流速較(jiao)低，則🈲旋渦的強度(dù)、旋轉速度也低，難(nán)以引起🈲傳感元件(jiàn)産🚶生響應信👈号，旋(xuan)渦頻率f也小，還會(huì)使信号處理發生(shēng)🏃🏻‍♂️困難。測量上限則(ze)受傳感器的頻率(lü)響應（如磁敏式一(yi)般不超過🌍400Hz）和電路(lù)的頻率限👨‍❤️‍👨制，因此(ci)設計時一定要對(duì)流速範圍進行計(ji)算、核算，根據流體(tǐ)的流速進行選擇(zé)。使用現場環境條(tiáo)件複雜，選型🙇‍♀️時除(chu)注意環境溫度、濕(shī)度、氣氛等條件外(wài)，還要考慮電磁幹(gàn)擾。在強幹擾如高(gāo)壓輸電電站、大型(xing)整流所等場合，磁(cí)敏😍式、壓電應力❤️式(shì)等儀表不能正常(cháng)工作或不能準确(que)測量。
      　　
      　　（2）振動也是該(gai)類儀表的一大勁(jin)敵。因此在使用時(shi)注意避免機械振(zhèn)動，尤其是管道的(de)橫向振動（垂直于(yú)管道軸線又垂直(zhi)旋渦發✌️生體軸線(xiàn)的振動），這種影響(xiǎng)在流量計結構設(she)計上是無法抑制(zhì)🔴和消除的。由于渦(wō)街信号對流場影(ying)響同樣敏感，故直(zhi)管段長度♋不能保(bao)證穩定渦街所必(bì)要的流動條件時(shí)，是不宜選用的。即(ji)使是抗振性較強(qiang)的🐉電容式、超聲波(bo)式，保證流體爲💋充(chōng)分發❓展的單向流(liú)，也是不可忽略的(de)。
      　　
      　　（3）介質溫度對渦街(jie)流量計的使用性(xìng)能也有很大的影(yǐng)🌈響。如壓力應力式(shì)渦街流量計不能(néng)長期使用在300℃狀态(tài)下，因其絕緣阻抗(kang)會👣由常溫下的10MΩ～100MΩ急(ji)降至1MΩ～10KΩ，輸出信号也(ye)變小，導緻測量特(tè)性惡化，對此宜選(xuǎn)用磁敏式或電容(rong)式結構。在測量系(xì)統🙇🏻中，傳感器與轉(zhuǎn)換器🏃🏻‍♂️宜采用分離(lí)安裝方式，以免長(zhǎng)期高溫影響儀表(biao)可😘靠性和使用壽(shou)命。
      　　
      　　渦街流量計是(shi)一種比較新型的(de)流量計，處于發展(zhǎn)階段⭕，還不很成熟(shu)，如果選擇不當，性(xìng)能也不能很好發(fā)揮。隻有經過✨合理(li)選型、正确安裝後(hou)，還需要在使用過(guò)程中認真👣定期維(wéi)護，不斷積累經驗(yàn)，提高對系統故障(zhàng)的預見性以及判(pan)斷、處理問題的能(neng)力，從而達到令人(ren)滿意的效果。
      　　
      　　3、節流(liu)式流量計選型設(shè)計
      　　
      　　節流式流量計(jì)是早期大量使用(yong)的一種測量流量(liang)的計量裝🈲置，其曆(li)史zui長，用量zui多。現在(zài)常見的爲圓孔闆(pǎn)型和錐形入口闆(pan)型，其工作原理是(shi)在流體管道中加(jiā)入一孔闆🧑🏾‍🤝‍🧑🏼節流件(jian)，通過導壓管引入(rù)壓差變送器測出(chū)節流件上、下遊的(de)壓差，根據所測的(de)壓差經🍓過計算即(jí)得🤞出流量的瞬時(shí)值。由于導壓管内(nei)水的不流動性，在(zai)較寒冷地區，冬天(tiān)室外安裝的孔闆(pǎn)取壓管容易凍裂(lie)（凍住），使差♌壓儀器(qi)無法正常工作。測(cè)量較髒的污水時(shi)，孔闆需經常清洗(xǐ)。如清洗不及時♻️，測(cè)量精度🍓降低，取壓(ya)管經常被🔞污物堵(dǔ)死，儀表🌈無法使用(yòng)。用孔闆的方式測(ce)流量時還有壓力(li)損失大、維護量大(dà)等缺點。因此改變(biàn)🍓取壓方式，例如用(yong)徑距取壓法，就可(ke)以減少孔闆污物(wu)的影響。
      　　
      　　4、結語
      　　
      　　以上(shang)幾種污水流量測(cè)量流量計中，電磁(cí)流量計性🐉能較好(hao)，節流流量計應用(yòng)範圍廣，而渦街流(liu)量計比較新型，并(bing)🐆正在不斷💘發展。隻(zhi)有了解這幾種流(liu)量計各自的🐉性能(neng)，才㊙️能對流量計選(xuan)型設計好，使污水(shuǐ)流量的測量㊙️和控(kòng)制達到度和可靠(kao)性要求。

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