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污水流量(liàng)測量中流(liu)量計的特(te)點探究
  • 發(fā)布日期：2025-12-01      浏(liú)覽次數：3244
      • 　　工(gōng)控摘要： 環(huán)保産業對(dui)污水流量(liang)的測量和(hé)控制的度(dù)、可靠性💞要(yao)求已越來(lái)越高，文章(zhāng)介紹了電(dian)磁式、渦街(jiē)式、節流😘式(shì)等幾種💘流(liu)量計的選(xuǎn)型設計，結(jie)合水處理(lǐ)工藝，從理(lǐ)論和實踐(jian)兩方面闡(chǎn)述各自的(de)特點。
      　　
      　　國外(wai)一位流量(liang)專家F.C.Kinghoro曾說(shuō)過，流量計(jì)是少數幾(ji)種使用比(bǐ)制造艱難(nán)的粘性摩(mo)擦作用，還(hai)會産生不(bú)穩定的旋(xuan)渦和二次(ci)流等🚶‍♀️複雜(za)流動現象(xiàng)。測量儀表(biao)本身受到(dao)衆多因素(su)，如：管道、口(kou)徑大小、形(xing)狀（圓形、矩(jǔ)形）、邊界條(tiao)件、介質的(de)物性（溫度(dù)、壓力、密度(dù)、粘度、髒污(wū)性、腐蝕性(xing)等）、流體的(de)流動狀态(tài)（紊流狀态(tài)、速度分布(bù)等）以及安(an)裝條件與(yǔ)水平的影(ying)響。面對國(guó)内外十幾(jǐ)類、上百個(ge)品種的流(liu)量儀表（先(xiān)後發展起(qi)來的容積(jī)式、差壓式(shì)、渦輪式、面(miàn)積式、電磁(cí)式、超聲波(bō)式和熱式(shì)流量計等(děng)類型），如何(hé)根據流量(liàng)、流态、安裝(zhuāng)要求與環(huan)境條件、經(jīng)濟性等因(yīn)素合理選(xuan)‼️型，是應用(yòng)好流⭕量儀(yi)表的前提(ti)和基礎✌️。除(chú)了儀表自(zi)身質量要(yao)得到保證(zheng)，工藝🚶‍♀️數據(ju)的提供和(hé)儀表的安(an)裝、使用🍓、維(wéi)護是否合(hé)理也相當(dāng)重要。本文(wen)介紹電磁(ci)式、渦街💜式(shi)、節流式等(děng)幾種流量(liàng)計的選型(xing)設計。
      　　
      　　1、電磁(cí)流量計選(xuǎn)型設計
      　　
      　　電(dian)磁流量計(ji)自20世紀50年(nián)代末國内(nei)工業應用(yòng)以來，七八(bā)十年代在(zài)流量測量(liang)中運用和(hé)發展很快(kuài)。電磁流量(liang)計的工作(zuo)原理是基(ji)于法拉第(dì)電磁感應(yīng)定律，即被(bei)測介質垂(chui)直于磁力(li)線方向流(liú)動，因而在(zai)與介質流(liu)動和磁力(lì)線都垂📱直(zhi)的方向上(shang)産生一感(gan)應電動🏃‍♂️勢(shì)EX感應電動(dòng)勢EX與被測(ce)介質流量(liàng)（流速）成正(zhèng)比，電磁💃🏻流(liú)量計不受(shou)溫♌度、壓力(lì)、粘度、重💚度(du)等外界因(yin)素的影響(xiǎng)，測量管内(nèi)部無收縮(suo)或凸出部(bù)分的壓力(li)損失，另外(wai)，流量元件(jiàn)檢測出的(de)zui初信号，是(shì)一個👄與流(liú)體平均流(liú)速成線性(xing)變化的電(dian)壓，它與流(liu)體的其他(tā)性質無✍️關(guān)，具有很大(dà)的*性。
      　　
      　　根據(jù)污水具有(yǒu)流量變化(huà)大、含雜質(zhi)、腐蝕性小(xiǎo)、有一定的(de)♊導電能力(li)等特性，測(cè)量污水的(de)流量，電磁(cí)流量計是(shì)一個很好(hǎo)的選🌈擇。它(tā)結構緊湊(còu)、體積小，安(an)裝、操作、維(wei)護方便，如(rú)測量系統(tǒng)采用智能(néng)化設計，整(zhěng)體密封加(jiā)強，能在較(jiao)惡劣💘的環(huan)境下正常(chang)工作。可選(xuǎn)用氯丁橡(xiàng)膠襯裏，含(hán)钼不鏽鋼(gāng)電極的電(dian)磁流量計(jì)，即可滿足(zu)污水流量(liang)測量的要(yao)求。
      　　
      　　某冶煉(lian)廠在生産(chan)中，由于生(sheng)産工藝的(de)需要，會産(chǎn)生大量的(de)☔工🐅業污水(shui)，污水處理(lǐ)分廠必須(xū)對污水的(de)流量進行(háng)監控。在以(yi)往的設🧡計(jì)中，流量儀(yí)表不少都(dou)選用旋渦(wo)流量計和(hé)孔闆流量(liang)計🔴。而實際(ji)應用中發(fā)現測量的(de)流量顯示(shì)值與實際(jì)流量偏差(chà)較大，而改(gai)用♈電磁流(liú)量計偏差(cha)大大減小(xiǎo)。
      　　
      　　2、渦街流量(liang)計選型設(she)計
      　　
      　　渦街流(liu)量計作爲(wèi)一種新型(xíng)流量計，80年(nián)代中期以(yǐ)來發💁展較(jiao)🐕快，它在流(liú)量測量方(fāng)面有着諸(zhu)多的優點(diǎn)和長處，在(zai)現代流量(liàng)測量中應(ying)用越來越(yue)廣泛。在國(guo)内⛹🏻‍♀️使用渦(wō)街流量計(jì)進行流量(liang)測😍量也愈(yù)來愈得到(dao)重視，目前(qian)我國已有(yǒu)性能優良(liáng)并☎️有自主(zhu)知♍識産權(quan)的産品系(xì)列。渦街流(liu)量計是基(ji)于流體振(zhen)動發展起(qǐ)來的，根據(jù)旋渦💃🏻的不(bú)同，檢測方(fāng)式從熱絲(si)式、熱敏🌐式(shi)逐漸發展(zhan)了應力式(shi)、磁敏式及(jí)差動開關(guan)電容式、超(chao)聲波㊙️式等(deng)。渦街流量(liang)計🌈幾乎可(kě)用于一切(qie)可形成旋(xuán)渦列的場(chǎng)合，不僅可(kě)用于💃🏻封閉(bì)的❌管道，還(hái)可用于開(kāi)放的溝槽(cáo)。與渦輪流(liu)量計相比(bi)，渦街流量(liàng)計❤️沒有可(ke)動的機械(xiè)部件🧑🏾‍🤝‍🧑🏼，維護(hù)工作量小(xiao)，儀表常數(shù)穩定；與孔(kong)闆式流量(liàng)計相比，渦(wo)街流量計(jì)測量範圍(wei)大，壓力損(sun)失小，準确(què)度高，安裝(zhuāng)與維護簡(jiǎn)單。但🚶‍♀️渦街(jiē)流量計的(de)環境相關(guān)參數較多(duō)，容💋易在使(shǐ)用現場被(bèi)忽略而影(ying)響流量計(jì)性能的正(zheng)确發揮。
      　　
      　　渦(wo)街流量計(ji)的原理是(shi)在流量計(jì)管道中，設(she)置一滞流(liú)件，當流體(ti)流經滞流(liú)件時，由于(yú)滞流件表(biǎo)面的滞流(liú)作用等原(yuán)因⭐，在其下(xia)遊✂️會産生(shēng)兩列不對(duì)稱的旋渦(wō)，這些旋渦(wō)在滞流件(jian)的側後方(fāng)分開，形成(chéng)所謂的卡(kǎ)門（Karman）旋渦列(liè)，兩列旋渦(wō)的旋轉方(fang)向是相反(fan)的，卡門㊙️從(cóng)理論上證(zheng)明了當h/L=0.281（h爲(wei)兩旋渦列(lie)之間的寬(kuan)度，L爲兩個(ge)相鄰旋渦(wō)間的距離(lí)）時，旋渦列(lie)是穩定的(de)雷諾數Re是(shì)表征粘性(xing)流體流動(dong)特性的一(yī)個無量綱(gang)數，其物理(lǐ)意義是流(liú)體流動的(de)慣性力與(yǔ)粘滞力❗的(de)比值。因此(ci)，流體的流(liu)動狀态對(dui)渦街流💚量(liàng)計的使用(yòng)也有一定(dìng)的影響。如(ru)果環境參(can)數對流體(ti)流動狀态(tài)有影響也(yě)會影響到(dào)渦街流量(liàng)計的✨使用(yòng)性能。
      　　
      　　經過(guò)實踐，如下(xia)幾個方面(mian)對渦街流(liú)量計的使(shi)用都有影(yǐng)響，應對這(zhe)些問題進(jìn)行分析。
      　　
      　　（1）渦(wo)街流量計(ji)的測量範(fan)圍較大，一(yī)般10：1，但測量(liang)下限受許(xu)多因素限(xian)制：Re＞10000是渦街(jiē)流量計工(gōng)作的zui基本(běn)條件，除此(cǐ)以⚽外，它💜還(hái)受🌏旋渦能(neng)量的限制(zhì)，介質流速(su)較低，則旋(xuán)渦的強度(du)、旋轉速度(dù)也低，難以(yǐ)引起🈲傳感(gan)元件産生(sheng)響應信号(hao)，旋渦頻率(lü)f也小，還會(huì)使信号處(chu)理發生困(kùn)難。測量上(shang)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼限則受傳(chuan)感器的頻(pin)率響應（如(rú)磁敏式🙇‍♀️一(yī)般不超過(guò)👈400Hz）和電路的(de)頻率限制(zhì)，因此設計(jì)時一定要(yào)對流速範(fàn)圍進行計(jì)算、核算，根(gēn)據流體的(de)流速進🔞行(hang)選擇。使用(yòng)現場環境(jing)條件複雜(za)，選型時😄除(chu)注意環境(jìng)溫度、濕度(dù)、氣氛等條(tiáo)件外，還要(yào)考慮電磁(ci)幹🔞擾。在強(qiáng)幹擾如高(gāo)壓輸電電(dian)站、大型整(zhěng)流所等♌場(chǎng)合，磁敏式(shì)、壓電應力(lì)式等儀表(biǎo)不🏒能✏️正常(cháng)工作或不(bú)能準确測(ce)量。
      　　
      　　（2）振動也(ye)是該類儀(yi)表的一大(dà)勁敵。因此(cǐ)在使用時(shí)注意避免(mian)機械🐉振動(dong)，尤其是管(guǎn)道的橫向(xiàng)振動（垂直(zhí)于🐅管道軸(zhou)線又垂直(zhi)旋渦發生(shēng)體軸線的(de)振動），這種(zhǒng)影響在流(liu)量計結構(gòu)設計上是(shì)無🈲法抑制(zhi)💁和消除的(de)。由于渦街(jie)信🛀🏻号對流(liu)場影響同(tong)樣敏感，故(gù)直管段長(zhang)度不能保(bao)證穩🧡定渦(wō)街所必🏃‍♂️要(yao)的流動條(tiáo)件時，是不(bú)宜選用的(de)。即使是抗(kàng)振性較強(qiang)的電容式(shì)、超聲波🌈式(shi)，保證流體(ti)爲充分發(fā)展的單向(xiang)流，也是不(bu)可忽略的(de)。
      　　
      　　（3）介質溫度(dù)對渦街流(liú)量計的使(shǐ)用性能也(ye)有很大的(de)影響。如壓(ya)力應力式(shi)渦街流量(liang)計不能長(zhang)期使用在(zai)300℃狀态下，因(yīn)其絕緣阻(zu)🏃‍♀️抗會😘由常(chang)溫下的10MΩ～100MΩ急(ji)降至1MΩ～10KΩ，輸出(chu)信号也變(biàn)小，導緻測(ce)量特性惡(e)化，對此宜(yi)選用磁敏(mǐn)式或電容(rong)式結構。在(zài)測量系統(tǒng)中，傳感器(qi)與轉換器(qi)♻️宜采用分(fen)離🐕安裝方(fāng)式，以🐅免長(zhang)期高溫影(yǐng)響儀表可(kě)靠性和使(shǐ)用💁壽命。
      　　
      　　渦(wō)街流量計(ji)是一種比(bǐ)較新型的(de)流量計，處(chù)于發展👌階(jie)段，還不很(hen)成熟，如果(guǒ)選擇不當(dang)，性能也不(bu)能很好✍️發(fa)揮。隻有經(jing)過合理選(xuǎn)型、正确安(ān)裝後，還需(xū)要在使用(yòng)過程中認(ren)真定期維(wéi)💯護，不斷積(jī)累經驗，提(tí)高對系統(tǒng)故障的預(yu)見性以及(ji)判斷、處♈理(lǐ)問題的能(neng)力，從而🌈達(da)到令人滿(man)意的效果(guo)。
      　　
      　　3、節流式流(liu)量計選型(xíng)設計
      　　
      　　節流(liú)式流量計(jì)是早期大(dà)量使用的(de)一種測量(liàng)流量的計(jì)量裝置，其(qi)曆史zui長，用(yong)量zui多。現在(zài)常見的爲(wei)圓孔闆型(xíng)和錐形入(rù)口闆型，其(qi)工作原理(lǐ)是在流體(tǐ)管道中加(jiā)入㊙️一孔闆(pan)💋節流件，通(tong)過導壓管(guan)引入壓差(cha)變送器測(ce)出節✍️流件(jiàn)上、下遊的(de)壓差，根據(ju)所測的壓(yā)差經過計(jì)算即得出(chu)流量的瞬(shun)時值。由于(yu)導🐕壓管内(nèi)水的🈚不流(liu)動性，在較(jiao)寒冷地區(qū)，冬天室外(wai)安裝的孔(kong)闆取壓管(guan)容易凍裂(liè)（凍住），使差(chà)壓儀器無(wu)法正常工(gong)作。測量較(jiào)髒的污水(shuǐ)時，孔🛀闆需(xu)經常清洗(xi)。如清洗不(bú)及時🏃🏻，測量(liàng)精度降低(di)，取壓管經(jīng)常被污物(wu)堵死，儀表(biǎo)無法使用(yòng)。用孔闆的(de)方式測流(liu)量時還有(yǒu)壓力損失(shi)大、維🏃🏻護量(liang)大等缺點(diǎn)。因此改變(bian)取壓方式(shi)，例如用徑(jing)距取🧑🏽‍🤝‍🧑🏻壓法(fǎ)⛹🏻‍♀️，就可以減(jiǎn)少孔闆污(wu)物的影響(xiǎng)。
      　　
      　　4、結語
      　　
      　　以上(shàng)幾種污水(shuǐ)流量測量(liang)流量計中(zhong)，電磁流量(liang)計性能較(jiao)好，節流流(liú)量計應用(yòng)範圍廣，而(er)渦街流量(liàng)計比較新(xin)型，并正在(zài)不斷發展(zhan)。隻有了解(jiě)這幾種流(liú)量計各自(zi)的性能，才(cái)能對流量(liàng)計選型設(she)計好，使污(wū)水流量的(de)測量和控(kòng)制達到度(dù)和可靠性(xing)要求。
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