橫河DY渦街流量計(jì)的氣體流量測(cè)量

一般來說，被測(cè)氣體中都含有水份。在測(cè)量氣體流量時(shí)，首先要明確的是“測(cè)量含有水份的流量”，還是“測(cè)量除去水份的流量”。

在測(cè)量工業(yè)氣體流量時(shí)，一般都是測(cè)量除去水份的流量，我們把它稱為“干氣體換算值”，流量單位是Nm³/h。Nm³/h是指被測(cè)氣體換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（1個(gè)大氣壓，0℃，干氣體）下的體積流量。

 使用差壓式流量計(jì)

會(huì)受到因氣體中水份（水蒸氣）導(dǎo)致的體積增大和密度變化的雙重影響。密度變化是由被測(cè)氣體與水蒸氣之間的密度差產(chǎn)生的。當(dāng)被測(cè)氣體為氫時(shí)，由于其分子量2.016與水蒸氣的分子量18.02之間差異很大，所以不能忽略。

（注）

         氣體密度與分子量成比例。
        標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（1個(gè)大氣壓，0℃）的氣體密度（kg/m³）＝分子量÷22.4

含有水蒸氣的氣體濃度可以通過相對(duì)濕度％或者水蒸氣的體積％表示。氣體溫度升高，即使相對(duì)濕度%不變，水蒸氣所占比率也會(huì)隨之增大。

大氣壓、50℃、濕度為*的氫氣，在50℃的飽和蒸汽壓為0.1258kg/cm²，大氣壓為1.0332kg/cm²的條件下，含有的水蒸氣是0.1258/1.0332×100＝12.18Vol%，其平均分子量是:

平均分子量

          ＝氫的分子量×氫的體積比+水蒸氣的分子量×水蒸氣的體積比
          ＝2.016×0.8782+18.02×0.1218＝1.7604+2.1948＝3.9552

大約是氫分子量的2倍，如果在相對(duì)濕度為0%時(shí)進(jìn)行測(cè)量，僅密度就有約1.4倍（2的平方根）的影響，再加上水蒸氣體積部分的影響12.18Vol%，zui終將會(huì)是1.6倍。

 使用渦街流量計(jì)

雖然測(cè)量流速不受密度變化的影響，但與差壓式流量計(jì)一樣，會(huì)受到水蒸氣所占體積的影響。測(cè)量氣體包含水份時(shí)，同樣要明確的是“測(cè)量含有水份的流量”，還是“測(cè)量除去水份的流量”。

另一個(gè)問題是當(dāng)氣體密度不滿0.7kg/m³時(shí)旋渦的發(fā)生力不足，無法測(cè)量，所以必須注意。在常壓下氫氣的密度是0.09kg/Nm³，因?yàn)槊芏忍《鵁o法測(cè)量。如果把壓力增加到7kg/cm²G以上，密度就會(huì)提高到0.7kg/m³以上，便可以進(jìn)行測(cè)量。

（參考）

標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的氫氣密度

                ＝分子量÷22.4＝2.016÷22.4＝0.09kg/Nm³
                （不能用渦街流量計(jì)進(jìn)行測(cè)量）

7kg/cm²G的氫氣密度

               ＝標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的密度×（7+1.0332）/1.0332
               ＝0.09×（7+1.0332）/1.0332＝0.7kg/m³
               （能用渦街流量計(jì)進(jìn)行測(cè)量）

旋渦頻率的計(jì)算示例

卡門渦街的頻率僅由流速與旋渦發(fā)生體的大小決定，密度不同的液體或氣體都具有相同的頻率。

計(jì)算示例1

當(dāng)旋渦發(fā)生體的尺寸d: 1cm，流速v: 1m/s，斯特勞哈爾數(shù)St: 0.19時(shí)

計(jì)算示例2

風(fēng)大的時(shí)候電線會(huì)颼颼作響，這就是卡門渦街的緣故。通過聲音的頻率與電線的粗細(xì)可以計(jì)算出風(fēng)速的大小。
假定頻率為500Hz，電線直徑為5mm時(shí)