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污(wū)水流量(liang)測量中(zhōng)流量計(jì)的特點(dian)探究
發(fā)布日期(qi)：2025-12-01 浏覽次(ci)數：3244
工控(kong)摘要：
環(huan)保産業(yè)對污水(shui)流量的(de)測量和(hé)控制的(de)度、可靠(kao)性🧑🏾🤝🧑🏼要求(qiu)已📧越✨來(lái)越高，文(wen)章介紹(shao)了電磁(ci)式、渦街(jiē)式、節流(liu)式等幾(jǐ)種流量(liàng)計的選(xuǎn)型設計(jì)，結合水(shui)處理工(gong)藝，從理(li)論和實(shi)踐兩方(fāng)面闡述(shu)各自的(de)特點。
國(guó)外一位(wèi)流量專(zhuan)家F.C.Kinghoro曾說(shuo)過，流量(liang)計是少(shǎo)數幾種(zhǒng)使用比(bi)制造🛀🏻艱(jian)難的粘(zhān)性摩擦(cā)作用，還(hái)會産生(shēng)不穩定(ding)🧑🏽🤝🧑🏻的旋渦(wo)和二次(ci)流等複(fú)雜流動(dòng)現象。測(cè)量儀表(biǎo)本身受(shòu)到衆🌈多(duō)因素，如(ru)：管道、口(kǒu)徑大小(xiao)、形狀🔞（圓(yuan)形、矩形(xíng)）、邊界條(tiao)件、介🈲質(zhì)的物性(xìng)（溫度、壓(ya)力、密度(dù)、粘度、髒(zāng)污性、腐(fǔ)蝕性等(děng)）、流體的(de)流動狀(zhuàng)态💋（紊流(liú)狀态、速(sù)度分布(bu)等）以㊙️及(ji)安裝條(tiáo)件與水(shui)平的影(ying)響。面對(duì)國内外(wai)十幾✔️類(lèi)、上百個(gè)品種的(de)流量儀(yi)表（先後(hou)發展起(qi)來的容(róng)積式、差(chà)壓式、渦(wō)輪式、面(mian)積式、電(dian)磁式、超(chāo)聲波式(shì)和熱式(shi)流量🈲計(jì)等類型(xing)📧），如何根(gēn)據流🆚量(liang)、流态、安(an)裝要求(qiú)與環境(jing)條🧑🏾🤝🧑🏼件、經(jing)濟性等(deng)因素合(hé)理選型(xíng)，是應用(yòng)好流量(liàng)儀表的(de)前提和(he)基礎。除(chú)了儀表(biǎo)自身質(zhì)量要得(de)到保證(zhèng)，工藝數(shu)據的提(tí)供和儀(yí)表的安(ān)裝、使用(yòng)⛱️、維護是(shì)否合理(lǐ)也相當(dang)重要。本(běn)文介紹(shào)電磁式(shì)、渦街式(shì)、節流式(shì)等幾種(zhǒng)流量計(ji)的選型(xing)設計。
1、電(dian)磁流量(liang)計選型(xing)設計
電(diàn)磁流量(liang)計自20世(shì)紀50年代(dai)末國内(nei)工業應(yīng)用以來(lái)，七八十(shí)年代在(zai)💯流量測(ce)量中運(yùn)用和發(fā)展很快(kuài)。電磁流(liu)⚽量計的(de)工作原(yuán)理是基(ji)于法拉(lā)第電磁(cí)感應定(ding)律，即被(bèi)測介質(zhi)垂直于(yu)磁力線(xiàn)方向♌流(liú)動，因而(ér)在與介(jie)質流動(dòng)和磁力(li)線都垂(chui)直的方(fang)向上産(chan)生一感(gan)應電動(dong)勢EX感應(yīng)電動勢(shi)EX與被測(cè)介質流(liú)量（流速(sù)）成正比(bǐ)，電磁流(liú)量計不(bú)受溫度(dù)、壓力、粘(zhan)度、重度(dù)等外界(jiè)因素的(de)影響，測(cè)量管内(nèi)部無收(shou)縮或凸(tū)出部分(fen)的壓力(lì)損失，另(ling)外，流量(liàng)元件檢(jiǎn)測出的(de)zui初信号(hào)，是一個(ge)與☂️流體(tǐ)平均流(liú)速成線(xiàn)性變化(hua)的電壓(ya)，它與💃流(liú)體的其(qí)他性🧑🏾🤝🧑🏼質(zhì)無關，具(ju)有很大(dà)的*性。
根(gēn)據污水(shui)具有流(liú)量變化(huà)大、含雜(za)質、腐蝕(shi)性小、有(you)一定❗的(de)導電💛能(néng)力等特(tè)性，測量(liang)污水的(de)流量，電(diàn)磁流量(liang)計是一(yi)個很好(hǎo)的選擇(ze)。它結構(gou)緊湊、體(ti)積小，安(ān)裝、操作(zuò)、維護方(fāng)便，如測(cè)量系統(tong)采用智(zhi)能化設(she)計，整體(tǐ)密封加(jia)強，能在(zai)較惡劣(liè)的環境(jìng)下正常(chang)工作。可(ke)選用氯(lǜ)丁橡膠(jiāo)襯裏，含(hán)钼不鏽(xiù)鋼電極(jí)的電磁(ci)流量計(jì)，即可滿(man)足污水(shuǐ)流量測(ce)量的要(yào)求。
某冶(yě)煉廠在(zai)生産中(zhong)，由于生(sheng)産工藝(yi)的需要(yao)，會産生(shēng)大量的(de)工業污(wu)水，污水(shuǐ)處理分(fen)廠必須(xū)對污水(shuǐ)的流量(liàng)進🔞行監(jian)控。在以(yǐ)往的設(she)計中，流(liu)量儀表(biao)不少都(dōu)選☎️用旋(xuán)渦㊙️流量(liang)計🥰和孔(kong)闆流量(liàng)計。而實(shi)際應用(yong)中發現(xian)㊙️測量的(de)流量顯(xian)示值🍓與(yǔ)實際流(liu)量偏差(chà)較大，而(ér)改用🙇🏻電(diàn)磁流量(liàng)計偏差(chà)大大減(jiǎn)小。
2、渦街(jiē)流量計(jì)選型設(shè)計
渦街(jie)流量計(jì)作爲一(yī)種新型(xing)流量計(ji)，80年代中(zhōng)期以來(lai)發展🏃♂️較(jiào)⭐快☁️，它🤞在(zài)流量測(ce)量方面(miàn)有着諸(zhu)多的優(you)點和💋長(zhang)處，在現(xian)🔞代流🆚量(liàng)測🤟量中(zhōng)應用越(yuè)來越廣(guang)泛。在國(guo)内🔆使用(yong)渦街流(liú)量計進(jin)行流量(liàng)測🚶♀️量也(yě)愈來愈(yu)得到重(zhong)視，目前(qián)我國已(yǐ)有性能(neng)優良并(bing)有自主(zhu)知識産(chǎn)權的産(chǎn)品系列(lie)。渦街流(liú)量計是(shi)基于流(liú)體振動(dong)發展起(qǐ)來💰的，根(gen)據旋渦(wō)的不同(tóng)，檢測方(fang)式從熱(re)絲式、熱(re)敏式逐(zhu)漸發展(zhǎn)了應力(lì)式、磁敏(mǐn)式及差(chà)動開關(guan)電容式(shi)、超聲波(bō)式等。渦(wo)街流量(liàng)計☁️幾乎(hu)可用于(yu)一切可(kě)🐪形成旋(xuán)渦列的(de)場合，不(bú)僅可用(yong)于封閉(bi)的管道(dao)，還可用(yòng)于開放(fang)的溝槽(cao)。與渦輪(lun)流量計(jì)相比，渦(wō)街流量(liang)計🌍沒有(you)可動的(de)機械部(bu)件，維護(hù)工作量(liàng)小，儀表(biǎo)常數穩(wěn)定；與孔(kong)闆式流(liu)量計相(xiàng)比，渦街(jiē)流量計(jì)測量範(fàn)圍大，壓(ya)力損失(shi)小，準确(que)度🎯高，安(ān)裝與維(wéi)護簡單(dān)。但渦街(jiē)❗流🤟量計(jì)的環境(jìng)相關參(can)數較多(duō)，容易在(zai)使用現(xiàn)場被忽(hū)略而影(ying)響流量(liang)計性能(neng)的正确(què)發揮。
渦(wō)街流量(liàng)計的原(yuan)理是在(zai)流量計(ji)管道中(zhōng)，設置一(yī)滞流件(jian)，當流體(ti)流經滞(zhi)流件時(shí)，由于滞(zhi)流件表(biao)面的滞(zhi)流作👄用(yong)等原因(yin)，在其下(xià)遊會産(chan)生兩列(lie)不對稱(cheng)的旋渦(wō)，這些旋(xuán)渦在滞(zhi)流件的(de)側後方(fang)分開，形(xing)成所謂(wei)的卡門(mén)（Karman）旋渦列(lie)，兩列旋(xuan)😘渦的旋(xuán)轉方向(xiàng)是相反(fǎn)的，卡門(men)📐從理論(lùn)上證明(ming)了當h/L=0.281（h爲(wèi)兩🈲旋渦(wo)列之間(jiān)☀️的寬度(dù)，L爲兩個(ge)相鄰旋(xuán)渦間的(de)距離）時(shí)，旋渦列(lie)是穩定(dìng)的雷諾(nuò)數Re是表(biǎo)征粘性(xìng)流體流(liu)動特性(xing)的一個(gè)✏️無量綱(gāng)數，其物(wu)👌理意義(yì)是流體(ti)流動的(de)慣性力(li)與粘滞(zhi)力🈚的比(bǐ)值。因此(cǐ)，流體的(de)流動狀(zhuàng)态對渦(wō)街流量(liàng)計的使(shǐ)用也有(you)一💚定的(de)影響。如(ru)果環境(jing)參數❤️對(duì)流體流(liú)動狀态(tài)有影響(xiǎng)👈也會影(yǐng)響到🔴渦(wō)街流量(liàng)計的使(shi)用性能(neng)。
經過實(shí)踐，如下(xià)幾個方(fang)面對渦(wo)街流量(liàng)計的使(shi)用都有(you)影🤞響，應(yīng)對這些(xiē)問題進(jin)行分析(xī)。
（1）渦街流(liu)量計的(de)測量範(fan)圍較大(dà)，一般10：1，但(dan)測量下(xià)限受🔴許(xǔ)📐多因素(su)限🔞制：Re＞10000是(shì)渦街流(liú)量計工(gōng)作的zui基(jī)本條件(jiàn)，除此以(yǐ)🙇♀️外，它還(hai)受旋渦(wo)能量的(de)限制，介(jiè)質流速(su)較低，則(ze)♈旋渦的(de)強度、旋(xuan)轉速度(dù)也低，難(nán)以引起(qi)傳感元(yuán)件産生(sheng)響應信(xìn)号，旋渦(wo)頻率f也(ye)小，還會(huì)使信号(hao)處理發(fa)生困難(nan)。測量上(shang)限則受(shòu)傳感器(qi)的頻率(lü)響應（如(ru)磁敏式(shi)一般不(bú)超過400Hz）和(hé)電路的(de)頻率限(xian)制，因此(cǐ)設計時(shí)🧑🏾🤝🧑🏼一定要(yào)對流速(sù)範圍進(jìn)行計算(suàn)、核算，根(gen)據流體(ti)的流速(sù)進行💋選(xuǎn)擇。使用(yong)現場環(huan)境條件(jiàn)複雜，選(xuan)型時除(chu)注意環(huán)境溫度(du)、濕度、氣(qì)氛等條(tiáo)件外，還(hai)要考慮(lü)電磁幹(gàn)擾。在📱強(qiáng)幹擾如(rú)高壓輸(shu)電電站(zhan)、大型整(zheng)流所等(děng)場合，磁(cí)敏🏃♂️式、壓(yā)電應力(lì)式等儀(yi)表不能(neng)正常工(gong)作或不(bú)能準确(que)測量。
（2）振(zhen)動也是(shi)該類儀(yi)表的一(yi)大勁敵(di)。因此在(zài)使用時(shi)注意避(bi)免機械(xiè)振動，尤(yóu)其是管(guan)道的橫(heng)向振動(dong)（垂直于(yu)🚩管道軸(zhóu)線👨❤️👨又垂(chuí)直旋渦(wo)發✏️生體(tǐ)軸線的(de)振動），這(zhe)種影響(xiǎng)在流量(liang)計結構(gou)設計上(shàng)是無法(fǎ)抑制和(he)消除的(de)。由🔴于渦(wō)街信号(hào)對流場(chǎng)影響同(tong)樣敏感(gǎn)，故直管(guǎn)段長度(dù)👨❤️👨不能保(bǎo)證穩定(dìng)渦街所(suǒ)必☔要的(de)流動條(tiáo)件時，是(shì)不宜選(xuan)用的。即(jí)使是抗(kàng)振性較(jiao)強的電(diàn)容式、超(chao)聲波式(shi)，保✏️證流(liu)體爲🏃充(chōng)分發展(zhan)的單🙇🏻向(xiang)流，也是(shi)不可忽(hu)略的。
（3）介(jiè)質溫度(dù)對渦街(jie)流量計(ji)的使用(yòng)性能也(yě)有很大(dà)的影⭐響(xiang)。如壓力(lì)應力式(shi)渦街流(liu)量計不(bú)能長期(qi)使用在(zai)300℃狀态下(xià)，因其絕(jué)緣阻抗(kang)會由常(cháng)溫下的(de)10MΩ～100MΩ急降至(zhì)1MΩ～10KΩ，輸出信(xin)号也變(biàn)小，導緻(zhì)測量🏃🏻特(tè)性惡化(hua)，對此❄️宜(yí)選用磁(ci)敏式或(huò)電容式(shi)結構。在(zai)測量系(xì)統🈲中，傳(chuán)感器與(yǔ)轉換器(qì)宜采用(yòng)分離安(an)裝方式(shì)，以免長(zhǎng)期高溫(wēn)影響儀(yí)表可靠(kào)性和使(shǐ)用壽命(ming)。
渦街流(liú)量計是(shì)一種比(bi)較新型(xing)的流量(liàng)計，處于(yú)發展階(jie)段，還不(bú)很成熟(shu)，如果選(xuan)擇不當(dang)，性能也(ye)不能很(hěn)好發揮(huī)。隻有經(jīng)過合理(li)選型🤟、正(zhèng)确安裝(zhuang)後，還需(xū)要在使(shǐ)用過程(cheng)中認真(zhēn)定期維(wei)護，不斷(duàn)積累經(jing)驗，提高(gāo)對系統(tong)故障的(de)預見性(xing)以🏃及判(pan)斷、處理(li)問題的(de)能力，從(cong)而達到(dao)令人滿(man)意的效(xiào)果。
3、節流(liú)式流量(liang)計選型(xing)設計
節(jie)流式流(liú)量計是(shì)早期大(dà)量使用(yòng)的一種(zhong)測量流(liu)量🔴的計(ji)量裝置(zhi)，其曆史(shi)zui長，用量(liang)zui多。現在(zai)常見的(de)爲圓孔(kong)闆型和(he)錐形入(ru)口闆型(xíng)，其工作(zuò)原理是(shì)在流體(ti)管道中(zhong)加入一(yi)孔闆節(jiē)流件，通(tong)過導壓(yā)管引入(ru)壓差變(bian)送器測(ce)出節流(liu)件上、下(xià)遊的壓(yā)差，根據(ju)所測的(de)壓差經(jīng)🏃🏻過計算(suàn)即得出(chū)流量的(de)瞬時值(zhi)。由于導(dǎo)壓管内(nei)水的不(bu)流動性(xing)，在💁較寒(han)冷地區(qu)，冬天室(shi)外安裝(zhuāng)的孔闆(pan)取🏃♀️壓管(guan)容易🐅凍(dòng)裂（凍住(zhu)），使差壓(yā)儀器無(wú)法正常(cháng)工作。測(ce)量較髒(zang)的污水(shuǐ)時，孔㊙️闆(pǎn)需經常(chang)清洗。如(ru)清洗不(bu)及時，測(ce)量精度(du)降低，取(qǔ)壓管‼️經(jīng)常被污(wū)物堵死(sǐ)，儀表無(wú)法使用(yòng)。用孔闆(pǎn)的方式(shi)測流量(liang)時還有(yǒu)壓力🤩損(sun)失大、維(wéi)❄️護量大(dà)等缺點(dian)。因此改(gǎi)變取壓(ya)方式，例(lì)如用徑(jìng)距取🚶♀️壓(ya)法，就可(kě)以減少(shao)孔闆污(wu)物的🈲影(yǐng)響。
4、結語(yu)
以上幾(jǐ)種污水(shui)流量測(ce)量流量(liàng)計中，電(dian)磁流量(liàng)計性能(neng)較好，節(jiē)流流量(liang)計應用(yòng)範圍廣(guǎng)，而渦街(jie)流量計(ji)比較新(xīn)型，并正(zheng)在不斷(duàn)發展🌐。隻(zhi)有了解(jiě)這幾種(zhong)流量計(ji)各自的(de)性能，才(cai)能對流(liú)量計選(xuǎn)型設計(ji)好，使污(wu)水流量(liang)的測量(liang)🐆和控制(zhì)達到度(dù)和可靠(kào)性要求(qiu)。
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