涡街流量计的气体流量测量

横河DY涡街流量计的气体流量测量

一般来说，被测气体中都含有水份。在测量气体流量时，首先要明确的是“测量含有水份的流量”，还是“测量除去水份的流量”。

在测量工业气体流量时，一般都是测量除去水份的流量，我们把它称为“干气体换算值”，流量单位是Nm³/h。Nm³/h是指被测气体换算成标准状态（1个大气压，0℃，干气体）下的体积流量。

 使用差压式流量计

会受到因气体中水份（水蒸气）导致的体积增大和密度变化的双重影响。密度变化是由被测气体与水蒸气之间的密度差产生的。当被测气体为氢时，由于其分子量2.016与水蒸气的分子量18.02之间差异很大，所以不能忽略。

（注）

         气体密度与分子量成比例。
        标准状态（1个大气压，0℃）的气体密度（kg/m³）＝分子量÷22.4

含有水蒸气的气体浓度可以通过相对湿度％或者水蒸气的体积％表示。气体温度升高，即使相对湿度%不变，水蒸气所占比率也会随之增大。

大气压、50℃、湿度为*的氢气，在50℃的饱和蒸汽压为0.1258kg/cm²，大气压为1.0332kg/cm²的条件下，含有的水蒸气是0.1258/1.0332×100＝12.18Vol%，其平均分子量是:

平均分子量

          ＝氢的分子量×氢的体积比+水蒸气的分子量×水蒸气的体积比
          ＝2.016×0.8782+18.02×0.1218＝1.7604+2.1948＝3.9552

大约是氢分子量的2倍，如果在相对湿度为0%时进行测量，仅密度就有约1.4倍（2的平方根）的影响，再加上水蒸气体积部分的影响12.18Vol%，zui终将会是1.6倍。

 使用涡街流量计

虽然测量流速不受密度变化的影响，但与差压式流量计一样，会受到水蒸气所占体积的影响。测量气体包含水份时，同样要明确的是“测量含有水份的流量”，还是“测量除去水份的流量”。

另一个问题是当气体密度不满0.7kg/m³时旋涡的发生力不足，无法测量，所以必须注意。在常压下氢气的密度是0.09kg/Nm³，因为密度太小而无法测量。如果把压力增加到7kg/cm²G以上，密度就会提高到0.7kg/m³以上，便可以进行测量。

（参考）

标准状态的氢气密度

                ＝分子量÷22.4＝2.016÷22.4＝0.09kg/Nm³
                （不能用涡街流量计进行测量）

7kg/cm²G的氢气密度

               ＝标准状态的密度×（7+1.0332）/1.0332
               ＝0.09×（7+1.0332）/1.0332＝0.7kg/m³
               （能用涡街流量计进行测量）

旋涡频率的计算示例

卡门涡街的频率仅由流速与旋涡发生体的大小决定，密度不同的液体或气体都具有相同的频率。

计算示例1

当旋涡发生体的尺寸d: 1cm，流速v: 1m/s，斯特劳哈尔数St: 0.19时

计算示例2

风大的时候电线会飕飕作响，这就是卡门涡街的缘故。通过声音的频率与电线的粗细可以计算出风速的大小。
假定频率为500Hz，电线直径为5mm时