專利名稱：一種濕蒸汽流量測(cè)量裝置和測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是蒸汽流量測(cè)量的技術(shù)領(lǐng)域，是一種濕蒸汽流量測(cè)量裝置和測(cè)量方法。
二背景技術(shù)：
在工業(yè)生產(chǎn)和動(dòng)力行業(yè)中廣泛應(yīng)用水蒸氣，為了科學(xué)管理和生產(chǎn)控制，需要測(cè)量 水蒸氣的質(zhì)量流量。水蒸氣分為過熱蒸汽和濕蒸氣這兩類。對(duì)于過熱蒸汽，通過流量 計(jì)、溫度計(jì)和壓力計(jì)，測(cè)量出過熱蒸汽的體積流量、溫度和壓力這三個(gè)參數(shù)，由該溫 度和壓力，查水蒸氣的物理性質(zhì)，可得出過熱蒸汽的密度，然后由過熱蒸汽的體積流 量與密度的乘積，就得出了過熱蒸汽的質(zhì)量流量。但對(duì)于濕蒸汽，又稱為飽和蒸汽， 由于它的溫度和壓力是相關(guān)的，由濕蒸汽的溫度和壓力，是得不出濕蒸汽的密度，既 使通過流量計(jì)、溫度計(jì)和壓力計(jì)，測(cè)量出飽和蒸汽的體積流量、溫度和壓力這三個(gè)參 數(shù)，也得不出濕蒸汽的質(zhì)量流量。所以，如何測(cè)量濕蒸汽的質(zhì)量流量是蒸汽測(cè)量領(lǐng)域 的一個(gè)重要課題，也是一個(gè)難題。
申請(qǐng)?zhí)枮?00710055286. 3的發(fā)明專利，公開了一種聯(lián)合式濕蒸汽流量、干度測(cè)量 裝置及其測(cè)量方法，該濕蒸汽流量測(cè)量裝置的技術(shù)特征為在蒸汽管道上串聯(lián)安裝兩 個(gè)流量計(jì)， 一個(gè)為孔板流量計(jì)，另一個(gè)為文丘利管流量計(jì)，通過采集這兩個(gè)流量計(jì)的 前后流體壓差，聯(lián)立這兩個(gè)流量計(jì)的流量公式，求解出濕蒸汽流量。然而，這種濕蒸 汽流量測(cè)量裝置，所涉及的孔板流量計(jì)和文丘利管流量計(jì)，其流量測(cè)量原理是相似的， 都是通過采集流量計(jì)的前后流體壓差，來推算蒸汽流量。由于這兩種流量計(jì)的流量測(cè) 量原理是相同的，理論上是屬于同一類的壓差型流量計(jì)，其流量公式的相似性，導(dǎo)致 了在聯(lián)立求解流量公式時(shí)，不能得出待求的濕蒸汽流量。雖然，該濕蒸汽流量測(cè)量裝 置在這兩種流量計(jì)的流量公式中引入了 "兩相滑動(dòng)比"這一參數(shù)，對(duì)這兩種流量計(jì)的 流量公式進(jìn)行了變形，使這兩種流量公式在形式上有所不同，但這一措施并未改變這 兩種流量計(jì)其流量測(cè)量本質(zhì)的相似性，所以，從測(cè)量原理可知，這種濕蒸汽流量測(cè)量 裝置，因選用了不恰當(dāng)?shù)膬煞N流量計(jì)，導(dǎo)致其所測(cè)的蒸汽流量精度和測(cè)量的穩(wěn)定性都 不高。
三、 發(fā)明內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的濕蒸汽流量的測(cè)量精度不高、穩(wěn)定性較差的不足，本發(fā) 明提出了一種濕蒸汽流量測(cè)量裝置和測(cè)量方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用內(nèi)錐流量計(jì)和渦街流量計(jì)作為測(cè)量裝置，并選用內(nèi) 置有濕蒸汽流量處理程序的數(shù)顯表。其中，將內(nèi)錐流量計(jì)的出口端與渦街流量計(jì)的入 口端悍接起來，使之呈串聯(lián)連接，并將其兩端接入待測(cè)流量的蒸汽管道內(nèi)；數(shù)顯表固 定在內(nèi)錐流量計(jì)和渦街流量計(jì)的近旁，并分別與內(nèi)錐流量計(jì)和渦街流量計(jì)通信連接。 數(shù)顯表通過采集內(nèi)錐流量計(jì)所測(cè)的蒸汽壓差、渦街流量計(jì)所測(cè)的旋渦發(fā)生頻率，由內(nèi) 置的濕蒸汽流量處理程序得出待測(cè)的濕蒸汽質(zhì)量流量，并在該數(shù)顯表上顯示和存儲(chǔ)。
本發(fā)明還提出了一種濕蒸汽質(zhì)量流量測(cè)量方法，具體過程是
第一步、數(shù)顯表采集內(nèi)錐流量計(jì)所測(cè)的蒸汽壓差A(yù)P，數(shù)顯表采集渦街流量計(jì)所測(cè) 的旋渦發(fā)生頻率/。
第二步、數(shù)顯表由內(nèi)錐流量計(jì)的蒸汽質(zhì)量流量G公式
/1-"4 4
以及渦街流量計(jì)的蒸汽質(zhì)量流量G公式 ;<formula>formula see original document page 5</formula><formula>formula see original document page 5</formula>(1)
<formula>formula see original document page 5</formula>(2)
聯(lián)立求解，得出待測(cè)的濕蒸汽密度p
<formula>formula see original document page 5</formula>(3)
第三步、數(shù)顯表再將(3)式代入(1)式，就得出了待測(cè)的濕蒸汽質(zhì)量流量G <formula>formula see original document page 5</formula>其中內(nèi)錐流量計(jì)的儀表系數(shù)^t由(l)式導(dǎo)出
<formula>formula see original document page 5</formula>渦街流量計(jì)的儀表系數(shù)S由(2)式導(dǎo)出
5 =
<formula>formula see original document page 5</formula>(4)
(<formula>formula see original document page 5</formula>5)
<formula>formula see original document page 5</formula>(6)
(1)式和(5)式中的等效直徑比A為(2)式和(6)式中的旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與蒸汽管道內(nèi)橫截面面積之比/"為
上述(1)一(8)式中，；r為圓周率，D為蒸汽管道內(nèi)直徑，A為內(nèi)錐流量計(jì)中V 形錐體最大橫截面直徑，C為內(nèi)錐流量計(jì)流出系數(shù)，s為蒸汽的可膨脹性系數(shù)，AP為 內(nèi)錐流量計(jì)所測(cè)的蒸汽壓差，p為待測(cè)的蒸汽密度；^為渦街流量計(jì)的旋渦發(fā)生體迎 面寬度，^為斯特勞哈爾數(shù)，/為渦街流量計(jì)的旋渦發(fā)生頻率。
第四步、數(shù)顯表將待測(cè)的濕蒸汽質(zhì)量流量在該數(shù)顯表上顯示和存儲(chǔ)。
本發(fā)明采用內(nèi)錐流量計(jì)和渦街流量計(jì)作為測(cè)量裝置，并選用內(nèi)置有濕蒸汽流量處 理程序的數(shù)顯表。其中，內(nèi)錐流量計(jì)與渦街流量計(jì)串聯(lián)焊接，并串聯(lián)接入待測(cè)流量的 蒸汽管道上。數(shù)顯表分別與內(nèi)錐流量計(jì)和渦街流量計(jì)通信連接，數(shù)顯表通過采集內(nèi)錐 流量計(jì)所測(cè)的蒸汽壓差、渦街流量計(jì)所測(cè)的旋渦發(fā)生頻率，再將內(nèi)錐流量計(jì)的質(zhì)量流 量方程與渦街流量計(jì)的質(zhì)量流量方程聯(lián)立求解，得出待測(cè)的濕蒸汽質(zhì)量流量，并將濕 蒸汽質(zhì)量流量在該數(shù)顯表上顯示和存儲(chǔ)。本發(fā)明的濕蒸汽流量測(cè)量裝置，能夠測(cè)量出 濕蒸汽的質(zhì)量流量，具有測(cè)量精度高、穩(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低的優(yōu)點(diǎn)。
四

附圖1是一種濕蒸汽流量測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，其中 1.內(nèi)錐流量計(jì) 2.數(shù)顯表 3.渦街流量計(jì) 4.蒸汽管道
五具體實(shí)施例方式
現(xiàn)結(jié)合附圖1對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述
本實(shí)施例是一種濕蒸汽流量測(cè)量裝置和測(cè)量方法的應(yīng)用，測(cè)量蒸汽管道內(nèi)的濕蒸通過法蘭接入蒸汽管道內(nèi)；數(shù)顯表2固定在內(nèi)錐流量計(jì)與渦街流量計(jì)之間的蒸汽管道 4上，并分別與內(nèi)錐流量計(jì)和渦街流量計(jì)通信連接。數(shù)顯表通過采集內(nèi)錐流量計(jì)所測(cè) 的蒸汽壓差、渦街流量計(jì)所測(cè)的旋渦發(fā)生頻率，由內(nèi)置的濕蒸汽流量處理程序得出待 測(cè)的濕蒸汽質(zhì)量流量，并在該數(shù)顯表上顯示和存儲(chǔ)。
在測(cè)量蒸汽管道的濕蒸汽質(zhì)量流量時(shí)，具體過程是
第一步、數(shù)顯表2采集內(nèi)錐流量計(jì)1所測(cè)的蒸汽壓差A(yù)P ，數(shù)顯表2采集渦街流量 計(jì)3所測(cè)的旋渦發(fā)生頻率/。
第二步、數(shù)顯表2由內(nèi)錐流量計(jì)1的蒸汽質(zhì)量流量G公式
<formula>formula see original document page 7</formula>以及渦街流量計(jì)3的蒸汽質(zhì)量流量G公式
<formula>formula see original document page 7</formula>[la]
<formula>formula see original document page 7</formula>[2a]
聯(lián)立求解，得出待測(cè)的濕蒸汽密度p<formula>formula see original document page 7</formula>[3a]
第三步、數(shù)顯表再將[3a]式代入[la]式，就得出了待測(cè)的濕蒸汽質(zhì)量流量G
<formula>formula see original document page 7</formula>
其中內(nèi)錐流量計(jì)的儀表系數(shù)j由[la]式導(dǎo)出
<formula>formula see original document page 7</formula>
渦街流量計(jì)的儀表系數(shù)S由(2a)式導(dǎo)出式和[5a]式中的等效直徑比/ 為
<formula>formula see original document page 7</formula>[2a]式和[6a]式中的旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與蒸汽管道內(nèi)橫截面面積之比m為w = l」[i丄—(~ +siir'(^)] [8a]
上述[la] — [8a]中，；r為圓周率，D為蒸汽管道內(nèi)直徑，《為內(nèi)錐流量計(jì)中V形 錐體最大橫截面直徑，C為內(nèi)錐流量計(jì)流出系數(shù)，f為蒸汽的可膨脹性系數(shù)，AP為 內(nèi)錐流量計(jì)所測(cè)的蒸汽壓差，p為待測(cè)的蒸汽密度；^為渦街流量計(jì)的旋渦發(fā)生體迎 面寬度，^為斯特勞哈爾數(shù)，/為渦街流量計(jì)的旋渦發(fā)生頻率。
第四步、數(shù)顯表將待測(cè)的濕蒸汽質(zhì)量流量在該數(shù)顯表上顯示和存儲(chǔ)。
權(quán)利要求
1.一種濕蒸汽流量測(cè)量裝置，以流量計(jì)作為測(cè)量裝置，其特征在于還包括內(nèi)置有濕蒸汽流量處理程序的數(shù)顯表(2)，并且所采用的流量計(jì)為內(nèi)錐流量計(jì)(1)和渦街流量計(jì)(3)；將內(nèi)錐流量計(jì)的出口端與渦街流量計(jì)的入口端焊接起來，使之呈串聯(lián)連接，并將其兩端接入待測(cè)流量的蒸汽管道內(nèi)；數(shù)顯表固定在內(nèi)錐流量計(jì)和渦街流量計(jì)的近旁，并分別與內(nèi)錐流量計(jì)和渦街流量計(jì)通信連接。
2. —種利用權(quán)利要求l所述濕蒸汽流量測(cè)量裝置的測(cè)量方法，其特征在于a. 數(shù)顯表采集內(nèi)錐流量計(jì)所測(cè)的蒸汽壓差ap，數(shù)顯表采集渦街流量計(jì)所測(cè)的旋渦發(fā)生頻率/;b. 數(shù)顯表由內(nèi)錐流量計(jì)的蒸汽質(zhì)量流量G公式 ，<formula>formula see original document page 2</formula>[1]以及渦街流量計(jì)的蒸汽質(zhì)量流量G公式<formula>formula see original document page 2</formula>聯(lián)立求解，得出待測(cè)的濕蒸汽密度p<formula>formula see original document page 2</formula>[2][3]c.數(shù)顯表再將[3]式代入[1]式，就得出了待測(cè)的濕蒸汽質(zhì)量流量G<formula>formula see original document page 2</formula>[4]其中內(nèi)錐流量計(jì)的儀表系數(shù)^為<formula>formula see original document page 2</formula>[5]渦街流量計(jì)的儀表系數(shù)s為<formula>formula see original document page 2</formula>[6]上述[1]一[6]中，7T為圓周率，D為蒸汽管道內(nèi)直徑，《為內(nèi)錐流量計(jì)中V形錐 體最大橫截面直徑，C為內(nèi)錐流量計(jì)流出系數(shù)，s為蒸汽的可膨脹性系數(shù)，AP為內(nèi)錐流量計(jì)所測(cè)的蒸汽壓差，p為待測(cè)的蒸汽密度；、為渦街流量計(jì)的旋渦發(fā)生體迎面寬度'&為斯特勞哈爾數(shù)，/為渦街流量計(jì)的旋渦發(fā)生頻率，/ 為內(nèi)錐流量 計(jì)等效直徑比，M為渦街流量計(jì)旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與蒸汽管道內(nèi)橫截面面積 之比。
全文摘要
本發(fā)明是一種濕蒸汽流量測(cè)量裝置和測(cè)量方法，包括內(nèi)錐流量計(jì)(1)、渦街流量計(jì)(3)和內(nèi)置有濕蒸汽流量處理程序的數(shù)顯表(2)。將內(nèi)錐流量計(jì)(1)的出口端與渦街流量計(jì)(3)的入口端焊接起來，并將其兩端接入待測(cè)流量的蒸汽管道(4)內(nèi)；數(shù)顯表(2)固定在內(nèi)錐流量計(jì)和渦街流量計(jì)近旁的蒸汽管道(4)上，并分別與內(nèi)錐流量計(jì)(1)和渦街流量計(jì)(3)通信連接。數(shù)顯表通過采集內(nèi)錐流量計(jì)所測(cè)的蒸汽壓差、渦街流量計(jì)所測(cè)的旋渦發(fā)生頻率，并計(jì)算出待測(cè)的濕蒸汽質(zhì)量流量，并將濕蒸汽質(zhì)量流量在該數(shù)顯表上顯示和存儲(chǔ)。本發(fā)明的濕蒸汽流量測(cè)量裝置，能夠測(cè)量出濕蒸汽的質(zhì)量流量，具有測(cè)量精度高、穩(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01F1/32GK101526380SQ20081001765
公開日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2008年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月7日
發(fā)明者李世武, 陳安成 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)