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污(wu)水流量測量(liang)中流量計的(de)特點探究
發(fa)布日期：2025-12-01 浏覽(lan)次數：3244
工控摘(zhāi)要：
環保産業(yè)對污水流量(liang)的測量和控(kòng)制的度、可靠(kao)性要求已越(yue)來越高，文章(zhāng)介紹了電磁(ci)式、渦街式、節(jie)流式等幾種(zhong)流量計的選(xuan)型設計，結合(hé)水處理工藝(yì)，從理論和實(shí)踐兩方面闡(chǎn)述各自的特(te)點✨。
國外一位(wèi)流量專家F.C.Kinghoro曾(céng)說過，流量計(jì)是少數幾種(zhǒng)使用比制造(zao)📱艱難的粘性(xing)摩擦作用，還(hái)會産生不穩(wen)定的旋渦和(he)二次流等複(fu)雜🚩流動現象(xiàng)。測量儀表本(ben)身受到衆多(duo)因素，如：管道(dào)、口徑大小、形(xíng)狀（圓形、矩形(xing)）、邊界條件、介(jie)質的物性（溫(wēn)度、壓力、密度(du)、粘度、髒污性(xìng)、腐蝕性等）、流(liú)體🔅的流動狀(zhuàng)态（紊流狀态(tai)、速度分布等(děng)）以🌈及安裝條(tiao)件🆚與水平的(de)影響。面對國(guo)内外十幾類(lèi)、上百個品種(zhǒng)的流量儀表(biǎo)（先後發展起(qi)來的容積式(shì)、差🐉壓式、渦輪(lún)式、面積式、電(dian)磁式、超聲波(bō)式和熱式流(liu)量計等類型(xing)💃🏻），如何根據流(liu)量、流态🍓、安裝(zhuāng)要求與環👣境(jìng)條件、經濟性(xìng)等因素🌈合理(li)選型，是應用(yòng)好流量儀表(biǎo)的前提和基(ji)礎。除了儀表(biao)自身質量要(yào)得到保證，工(gōng)藝☁️數據的提(tí)供和儀表的(de)安裝、使用、維(wéi)護是否合理(lǐ)也相當重要(yào)💚。本文介紹電(diàn)磁式、渦街式(shì)、節🐉流式等幾(ji)種流量計的(de)選型設計。
1、電(dian)磁流量計選(xuan)型設計
電磁(ci)流量計自20世(shi)紀50年代末國(guo)内工業應用(yòng)以來，七八💞十(shi)年代在流量(liàng)測量中運用(yong)和發展很快(kuai)。電磁流量計(ji)的工✊作原理(li)是基于法拉(lā)第電磁感應(yīng)定律，即☎️被測(cè)介‼️質垂直✍️于(yu)磁力線方向(xiang)🏃流動，因而在(zai)與介質流動(dòng)和磁力線都(dōu)垂直的方向(xiàng)上産生一感(gǎn)應電動勢EX感(gǎn)應電動勢EX與(yu)被測介✔️質流(liu)量（流速）成正(zhèng)比，電磁流量(liang)計不受溫💘度(du)、壓力、粘度、重(zhong)♻️度等外界因(yīn)素的影響，測(ce)量管内部無(wu)收縮或凸出(chū)部分的壓力(lì)損失，另外，流(liú)量元件檢測(cè)出👄的zui初信号(hao)，是一個🏃🏻♂️與😘流(liu)體平均流速(sù)成線性變化(hua)的電壓，它與(yǔ)流體的其他(ta)性質無🌈關，具(ju)有很大的*性(xing)✨。
根據污水具(ju)有流量變化(huà)大、含雜質、腐(fǔ)蝕性小、有一(yi)定的導㊙️電能(néng)力等特性，測(cè)量污水的流(liu)量，電磁流量(liàng)計是一個很(hen)好的選擇。它(ta)結構緊湊、體(ti)積小，安裝、操(cāo)作、維護方便(biàn)，如♌測量系統(tong)采用智能化(hua)設計，整體密(mì)封加強，能在(zài)較惡劣的環(huán)境下正常工(gōng)作🏃♂️。可選用氯(lü)丁橡膠襯裏(li)，含钼不鏽鋼(gang)電極的電磁(cí)🌍流量計，即可(ke)滿足污水流(liú)量測量的要(yào)求。
某冶煉廠(chǎng)在生産中，由(you)于生産工藝(yi)的需要，會産(chan)生大🙇♀️量🔴的工(gong)業🌈污水，污水(shuǐ)處理分廠必(bì)須對污水的(de)流量進行監(jiān)控。在以往的(de)設計中，流量(liàng)儀表不少都(dōu)選用旋渦♍流(liú)量計和孔闆(pan)流量計。而實(shí)際應用中發(fa)現測量的流(liú)🔞量顯示值與(yu)實際流🔴量偏(pian)差較🏃大，而改(gǎi)用⁉️電磁流量(liang)計偏差大大(dà)減小。
2、渦街流(liú)量計選型設(shè)計
渦街流量(liang)計作爲一種(zhong)新型流量計(jì)，80年代中期以(yi)來發展較快(kuài)⛷️，它在流量測(cè)量方面有着(zhe)諸多的優點(diǎn)和長處，在現(xian)㊙️代流量測量(liang)中應用越來(lái)越廣泛。在國(guó)内使用渦街(jie)流量📞計進行(háng)流量測量也(yě)愈🏃♀️來愈得到(dao)重視，目前我(wo)國已有性能(neng)優良并有自(zì)主知識産權(quan)的産品系列(liè)。渦街流量計(jì)是基于流體(ti)振動發展起(qǐ)來🏒的，根據旋(xuán)渦的🔴不同，檢(jian)測方式從熱(rè)絲式、熱敏式(shì)逐❤️漸發展了(le)🐆應力式、磁敏(mǐn)式☀️及差動開(kai)關電容式、超(chao)聲👅波😘式等。渦(wō)街流量計幾(jǐ)乎可用于一(yī)切可形成旋(xuan)渦列的場合(hé)，不僅可用于(yu)封閉的🌂管道(dao)，還可用于開(kāi)放的溝槽。與(yǔ)渦輪流量計(jì)相比，渦街流(liu)量計沒有可(ke)動👅的機械部(bù)件，維護工作(zuo)量小，儀表常(cháng)數穩定；與孔(kong)闆式流㊙️量計(ji)相比，渦街流(liu)量計測量範(fàn)圍大，壓力損(sun)失小，準确度(du)📧高，安裝與維(wéi)護簡單。但渦(wo)街流量計的(de)環境相關參(cān)數較多，容易(yi)在使用現場(chang)被忽略而影(yǐng)響🔴流量計性(xing)能的正确發(fā)揮。
渦街流量(liang)計的原理是(shì)在流量計管(guǎn)道中，設置一(yi)滞流件，當流(liú)體流經滞流(liú)件時，由于滞(zhì)流件表面的(de)滞流作🏃用等(děng)🧑🏾🤝🧑🏼原因，在其✔️下(xià)遊會産生兩(liǎng)列不對稱的(de)旋渦，這些旋(xuán)渦在滞流件(jian)的側後方分(fèn)開，形成所謂(wèi)的卡門（Karman）旋渦(wo)列，兩列旋渦(wo)的旋轉🐉方向(xiang)是相反的，卡(kǎ)門💔從理論上(shang)證明了當h/L=0.281（h爲(wei)兩旋渦列之(zhī)間的寬度，L爲(wei)兩個相鄰旋(xuán)渦間的距離(lí)）時，旋渦🐪列是(shi)穩定的雷諾(nuò)數💁Re是表征粘(zhan)性流體流動(dong)特性的一個(gè)無量綱數，其(qí)物理意義是(shi)流體流動🔱的(de)慣性力與粘(zhān)滞力的比值(zhi)。因🔴此，流體的(de)流動狀态對(dui)渦街流量計(ji)的使用也✍️有(yǒu)一✍️定的影響(xiǎng)。如果環境參(can)數對流體流(liu)動狀态有影(yǐng)響也會影響(xiang)到渦街流量(liang)計的😄使用性(xìng)能。
經過實踐(jiàn)，如下幾個方(fang)面對渦街流(liu)量計的使用(yòng)都有♋影🌈響，應(ying)對這些問題(tí)進行分析。
（1）渦(wo)街流量計的(de)測量範圍較(jiào)大，一般10：1，但測(cè)量下限受許(xǔ)多因素限制(zhi)：Re＞10000是渦街流量(liang)計工作的zui基(ji)本條件，除此(ci)以外，它還受(shòu)🌈旋渦🔴能量⛱️的(de)限制，介質流(liú)速較低，則旋(xuán)渦的🔞強度、旋(xuán)轉速度也低(dī)，難以引起♻️傳(chuán)感元件産生(shēng)響應信号，旋(xuan)渦頻🍉率f也小(xiao)，還🔴會使信号(hao)㊙️處理發生困(kun)難。測量上限(xian)則受傳感器(qì)的頻率響應(yīng)（如磁敏式一(yī)般不超過400Hz）和(hé)電路的頻率(lǜ)限制，因此設(shè)計時一定要(yào)對流速範圍(wéi)進行計算、核(hé)算，根據流體(ti)的流速進行(hang)選擇。使用現(xiàn)場環🙇♀️境條件(jian)複雜，選型時(shí)除注意環境(jìng)溫度、濕度、氣(qi)氛等條件外(wai)，還要考慮電(diàn)磁幹擾。在強(qiang)幹擾如高壓(yā)輸電電站、大(dà)型整流所等(děng)場合，磁敏🔞式(shì)、壓電應力♈式(shi)等儀表不能(néng)正常工作或(huo)不能準确測(cè)量。
（2）振動也是(shi)該類儀表的(de)一大勁敵。因(yin)此在使用時(shí)注意避免機(jī)械振動，尤其(qi)是管道的橫(héng)向振動（垂直(zhi)于管道軸線(xian)又垂直旋渦(wō)發生體軸線(xian)的振動），這種(zhong)影響在流量(liang)計結構設計(jì)上是無法抑(yi)制和消除的(de)。由于渦街信(xin)号對流場影(yǐng)響同樣敏感(gǎn)，故直📧管段長(zhǎng)度不能保證(zheng)穩定渦街所(suo)必要的流動(dòng)條件時，是不(bu)宜選用的。即(jí)使🐪是抗振性(xing)較強的電容(rong)式、超聲波💔式(shì)，保證流體爲(wèi)充分發展的(de)單向流，也是(shi)不可忽略的(de)。
（3）介質溫度對(duì)渦街流量計(ji)的使用性能(neng)也有很大的(de)影響。如壓力(li)應力式渦街(jiē)流量計不能(neng)長期使用在(zai)300℃狀态♉下，因其(qí)絕緣阻抗會(hui)由常溫下的(de)10MΩ～100MΩ急降至1MΩ～10KΩ，輸出(chū)信号也🌈變小(xiao)，導💋緻測量特(tè)性惡化，對此(ci)🚶♀️宜選用磁敏(mǐn)式或電容🈲式(shì)結構。在🚶測量(liang)系統㊙️中，傳感(gǎn)器🛀與轉換器(qì)宜采用分離(lí)安裝方式，以(yǐ)免長期高溫(wēn)影響儀表可(kě)靠性和使用(yòng)壽命。
渦街流(liú)量計是一種(zhong)比較新型的(de)流量計，處于(yú)發展階👣段❓，還(hái)不很成熟，如(rú)果選擇不當(dang)，性能也不能(néng)很好發揮🈲。隻(zhi)有經過🙇🏻合理(lǐ)選型、正确安(ān)裝後，還需要(yào)在使♋用過程(cheng)中認真😘定期(qi)維護，不斷積(ji)累經驗，提高(gāo)對系統故障(zhang)的預見性以(yǐ)及判斷、處理(li)問題的能力(lì)，從而達到令(ling)人滿意的效(xiào)果。
3、節流式流(liú)量計選型設(she)計
節流式流(liú)量計是早期(qī)大量使用的(de)一種測量流(liú)量的計量🚶裝(zhuāng)置，其曆史zui長(zhang)，用量zui多。現在(zai)常見的爲圓(yuan)孔闆型💁和錐(zhui)🌏形入口闆🔴型(xing)，其工作原理(lǐ)是在流體管(guan)道中加入一(yī)孔闆☁️節流件(jian)，通過導壓管(guan)引🌂入壓差變(biàn)送器測出節(jiē)流件上、下✏️遊(yóu)的壓差，根據(ju)所測的壓差(chà)經過計算即(jí)得出流量的(de)瞬時值。由于(yú)導壓管内水(shuǐ)的不流動性(xìng)，在👉較❄️寒冷地(dì)區，冬天室外(wai)安裝的孔闆(pan)取壓管容易(yi)凍裂（凍住），使(shi)差壓儀器無(wu)法正常工作(zuo)。測量較髒的(de)污水時，孔闆(pǎn)需經常清洗(xǐ)。如🚶清洗不及(jí)時，測量精度(du)降低，取壓管(guan)經常被污物(wu)堵死，儀表無(wú)法使用。用孔(kǒng)闆的方🔴式測(cè)流量時還有(yǒu)壓力損失大(dà)、維⚽護量大等(děng)缺點。因此改(gai)變🚶取壓方式(shi)，例如用徑距(ju)取壓法，就可(kě)以減少孔闆(pan)污物的🈲影響(xiǎng)。
4、結語
以上幾(ji)種污水流量(liàng)測量流量計(ji)中，電磁流量(liang)計性能較🈲好(hǎo)，節流流量計(jì)應用範圍廣(guang)，而渦街流量(liang)計比較新型(xíng)，并正在不斷(duàn)👣發展。隻有了(le)解這幾種流(liú)量計各自的(de)性能，才能對(dui)流量計選型(xíng)設計好，使污(wū)水流量的測(cè)量和控制達(da)到度和可靠(kào)性要求。
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