西森:蒸汽帶水對渦街流量計測量造成的影響
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這里所說的影響,主要是指對測量精確度的影響。干蒸汽在長距離輸送過程中,會因熱量損失而出現(xiàn)部分凝結(jié),導(dǎo)致蒸汽干度降低,變成濕蒸汽。沒有過熱器的鍋爐,則在鍋爐出口的蒸汽中就帶有少量的水。
人們用干度X來描述濕蒸汽中氣相與濕蒸汽總量的質(zhì)量比,也用濕度Y來定義濕蒸汽中水滴與濕蒸汽總量的質(zhì)量比。
當x=100%,y=0時,蒸汽為干蒸汽;當x<100%,y>0時,蒸汽為濕蒸汽。濕蒸汽中的水滴是液相,而濕蒸汽的干部分是氣相,顯然,濕蒸汽屬兩相流體。
目前使用的流量計都是在單相流動狀態(tài)下評定其測量性能,還沒有以單相流標定的流量計用來測量兩相流時系統(tǒng)變化的評定標準。但是,兩相流是客觀存在的,它對流量測量的影響也是無法避免的。
蒸汽濕度對渦街流量計測量結(jié)果的影響
蒸汽的濕度Y≤5%時,蒸汽的形態(tài)雖然屬于兩相流,但因其所夾帶的微小水滴數(shù)量不多,所以能均勻地懸浮在氣相中,與大霧天小水滴懸浮在空氣中的情況相似。這時的水滴均勻分布在氣相中,不對渦街流量計的正常工作構(gòu)成威脅,儀表仍能輸出與體積流量成正比的脈沖信號,只是由于水滴在濕蒸汽中所占的體積比可忽略不計,故可認為渦街流量計的輸出完全由濕蒸汽的干部分所引起。
所以,此輸出中漏計了濕蒸汽的液相部分。如果測量目的為濕蒸汽的質(zhì)量流量,則測量結(jié)果偏低的數(shù)值與Y相等。
蒸汽嚴重帶水對渦街流量計測量結(jié)果的影響
蒸汽的干度在小于95%后若進一步降低,除了懸浮在氣相中的約5%(質(zhì)量比)的水滴外,過量的水滴在蒸汽中的分布將失去均勻性,它們在圓形截面管道中的流動狀況更加復(fù)雜。
(1)在水平管道中的流動水平管中氣液兩相流動結(jié)構(gòu)同氣液兩相體積比及流動速度有關(guān)。在蒸汽管道中,由于凝結(jié)水在濕蒸汽中的體積比畢竟很小,所以常表現(xiàn)為分層流動,這使得從水平管道底部引出的疏水設(shè)施能收到很好的疏水效果。
當流速特別高的時候,也會表現(xiàn)為環(huán)狀流動,即管壁上有液膜,管道中心部分為帶液滴的氣核。由于水平流動時重力的影響,下部液膜要比上部管壁的厚。
(2)在垂直上升管道中的流動實驗研究證明,在垂直上升管道中,氣液兩相流動的基本結(jié)構(gòu)有細泡狀流動結(jié)構(gòu)、彈狀流動結(jié)構(gòu)、塊狀流動結(jié)構(gòu)、帶纖維的環(huán)狀流動結(jié)構(gòu)和環(huán)狀流動結(jié)構(gòu)。但是由于凝結(jié)水在濕蒸汽中的體積比較小,所以過量的水在上升管道中的流動常表現(xiàn)為環(huán)狀流結(jié)構(gòu)。
但當帶水量特別大的情況下,也會表現(xiàn)為帶纖維的環(huán)狀流動結(jié)構(gòu)。其中,纖維狀流體其實是連成條的凝結(jié)水。
(3)在垂直下降管道中的流動在垂直下降管道中,氣液兩相流動的結(jié)構(gòu)與作垂直上升流動時的結(jié)構(gòu)很相似,但有所不同,不僅流動方向相反,而且在平均流速相同的情況下,垂直下降管道中液體的流速比垂直上升管道中液體的流速快得多。
這種環(huán)狀流動結(jié)構(gòu),人們在凝結(jié)水疏水現(xiàn)場很容易得到證實。
凝結(jié)水疏水器一般均并聯(lián)安裝一只旁通閥,疏水器的出口往往配有一段垂直向下的短管,如果將疏水器關(guān)閉,改用走旁通疏水,則會觀察到氣液混合物從垂直管道口中流出的表現(xiàn),液體有明顯的附壁現(xiàn)象,但同時,氣體從管中央噴出時也夾帶有一些液滴。
上面只是粗略地分析帶水的蒸汽在管道中流動時的表象,而且知道不同的流動結(jié)構(gòu)同流體的流速和帶水量有關(guān),而要進一步弄清楚這方面的數(shù)量關(guān)系卻是困難的。
西森·中國 自主研發(fā)生產(chǎn)的每一臺蒸汽渦街流量計出廠前必須經(jīng)過實流標定。我們擁有并聯(lián)使用標準表裝置與氣體音速噴嘴裝置,全面地解決客戶的安裝和運行上的煩惱。每一款蒸汽流量計,都是SISEN工程師專門針對蒸汽貿(mào)易計量、測量、控制而精心研發(fā)的產(chǎn)品,對于中國乃至國際上蒸汽計量行業(yè)具有深遠影響意義。
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