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蒸汽帶水對渦街流量計(jì)影響

2015-2-3 19:45:38      點(diǎn)擊:

蒸汽帶水對渦街流量計(jì)影響

    渦街流量計(jì)測量蒸汽流量有著廣泛的應(yīng)用。干蒸汽在長距離輸送過程中,會(huì)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。
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(dāng)x=100%時(shí),y=0,這時(shí)的蒸汽為干蒸汽。當(dāng)x<100%時(shí),y>0,這時(shí)的蒸汽為濕蒸汽。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(jì)都是在單相流動(dòng)狀態(tài)下評定其測量性能,現(xiàn)在還沒有以單相流標(biāo)定的流量計(jì)用來測量兩相流時(shí)系統(tǒng)變化的評定標(biāo)準(zhǔn)。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,盡管困難較多,人們還是在想方設(shè)法研究其對流量測量影響的機(jī)理,并采取相應(yīng)的對策,提高流量測量精度。

  

 蒸汽嚴(yán)重帶水對渦街流量計(jì)測量結(jié)果的影響

    
研究結(jié)果表明,蒸汽干度較高(X≥95%)時(shí),流體表現(xiàn)為均相流動(dòng),蒸汽中的小水滴懸浮在氣相中,這時(shí),渦街流量計(jì)能正常工作。
蒸汽的干度在小于95%后若進(jìn)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(dòng)狀況更加復(fù)雜。
(1)在水平管道中的流動(dòng)
水平管中氣液兩相流動(dòng)結(jié)構(gòu)同氣液兩相體積比及流動(dòng)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(dòng),這使得從水平管道底部引出的疏水管,能收到很好的疏水效果。
    當(dāng)流速特別高的時(shí)候,也會(huì)表現(xiàn)為環(huán)狀流動(dòng),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(dòng)時(shí)重力的影響作用,下部液膜要比上部管壁的厚。
(2)在垂直上升管道中的流動(dòng)
在垂直上升管道中,氣液兩相流動(dòng)的基本結(jié)構(gòu)有細(xì)泡狀流動(dòng)結(jié)構(gòu)、彈狀流動(dòng)結(jié)構(gòu)、塊狀流動(dòng)結(jié)構(gòu)、帶纖維的環(huán)狀流動(dòng)結(jié)構(gòu)和環(huán)狀流動(dòng)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(dòng)常表現(xiàn)為環(huán)狀流結(jié)構(gòu),但當(dāng)帶水量特別大的情況下,也會(huì)表現(xiàn)為帶纖維的環(huán)狀流動(dòng)結(jié)構(gòu)。其中,纖維狀流體其實(shí)是連成條的凝結(jié)水。
 (3) 在垂直下降管道中的流動(dòng):在垂直下降管道中,氣液兩相流動(dòng)的結(jié)構(gòu)與作垂直上升流動(dòng)時(shí)的結(jié)構(gòu)很相似,但有不同,不僅流動(dòng)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(dòng)結(jié)構(gòu),人們在凝結(jié)水疏水現(xiàn)場很容易得到證實(shí)。
    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(huì)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(shí),氣體從管中央噴出時(shí),也夾帶有一些液滴。

  

    渦街流量計(jì)的“漏脈沖”現(xiàn)象


    人們很早就發(fā)現(xiàn)蒸汽帶水較多時(shí),渦街流量計(jì)會(huì)出現(xiàn)“漏脈沖”現(xiàn)象,即在蒸汽流速平穩(wěn)的情況下,渦街流量計(jì)應(yīng)有與流速成正比的穩(wěn)定的脈沖輸出。但是有時(shí)卻發(fā)現(xiàn)儀表的輸出脈沖卻莫明其妙地少了,從記錄到的輸出脈沖在二維坐標(biāo)上的分布情況也能清楚看出,應(yīng)當(dāng)近似均勻分布的脈沖卻在某一處少一個(gè)脈沖,嚴(yán)重的時(shí)候,是少了很多脈沖,最嚴(yán)重的時(shí)候是完全沒有脈沖。這可能同分布不均勻的體積較大的液滴撞擊在旋渦發(fā)生體上,抑制了渦列的形成有關(guān)。
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