旋进漩涡流量计的优缺点及使用限制


一、旋进漩涡流量计与气体涡轮流量计的对比
在天然气流量测量领域，我们常常能看到两种不同的技术：气体涡轮流量计和旋进漩涡流量计。这两种技术各有千秋，选择哪种取决于具体的应用需求。为了更好地理解这两种技术的差异，我们首先来深入探讨一下旋进漩涡流量计的优缺点。
二、旋进漩涡流量计原理及结构：
旋进漩涡流量计，作为一种在天然气流量测量中常见的技术，其独特的工作原理和性能特点使得它在某些应用场景下表现出色。接下来，我们将详细介绍旋进漩涡流量计的各项特性，以帮助您更全面地了解这一技术。
旋进漩涡流量计，属于流体振动流量计的一种，其工作原理基于漩涡进动现象。该流量计通过测量与流速成正比的漩涡进动频率，实现流量的精准测量。自20世纪70年代我国开始研究开发以来，旋进漩涡流量计在检测元件、信号处理和功能方面均取得了显著突破。特别是在推广应用方面，其信号强、低流速特性好的优势得到了用户的广泛认可，尤其在天然气流量测量领域表现尤为出色。此外，该流量计还拓展了液体和蒸汽的测量，并针对管道振动、压力波动和共模干扰等问题进行了有效抑制，进一步提升了产品的技术水平，扩大了应用领域。

三、旋进漩涡流量计的优劣势分析：
1、优点：
（1）旋进漩涡流量计具有强烈的漩涡信号，这使得其信噪比相对较高，并且其下限雷诺数比涡街流量计更低，具有更广泛的适用范围。
（2）该流量计的信号稳定性出色，重复性良好，确保了测量的准确性。
（3）由于漩涡信号强烈，旋进漩涡流量计对上游阻流件或流速分布畸变的影响不敏感，与涡街流量计相比，其对上游直管段长度的要求更短。通常，只需 (35)D 的上游直管段长度和1D的下游直管段长度即可满足测量需求。
（4）此外，旋进漩涡流量计的仪表系数K比涡街流量计大12倍，这使得其具有更高的灵敏度和测量精度。
2、不足之处：
（1）压损较大：旋进漩涡流量计的工作原理导致其全压损相对较大。由于流体必须经过起旋器并被迫旋转，同时在测量管的收缩段内漩涡流被加速，这都增加了压力损失。不仅如此，漩涡流的形成、加速以及产生漩涡进动过程中消耗的能量，远大于产生卡曼涡街所消耗的能量。因此，旋进漩涡流量计的压力损失明显高于涡街流量计。实验与计算结果显示，其阻力系数是涡街流量计的4~8倍或更多。
（2）应用场景限制：由于旋进漩涡流量计的压损相对较大，其应用受到一定限制。在静压低、落差小的工艺管道中，以及脏污流测量场合，该流量计的使用效果可能不佳。
（3）校准需求：由于压力损失大，旋进漩涡流量计需要使用高静压流量标准装置进行校准。若采用常压流量标准装置，则只能校准流量计量程的中、低段。
（4）制造难度：流量计的起旋器叶片为多头螺旋形，且叶片厚度较薄，制造难度相对较大，导致加工费用较高。此外，流量计的测量管由收缩段、喉部、扩张段等多个部分组成，整体结构较为复杂。
（5）尺寸问题：由于收缩段的圆锥角较小，使得收缩段长度较长。随着流量计口径的增大，其长度增加更为明显。因此，这种流量计不适合制成法兰夹装型或插人式流量计。
四、为何旋进漩涡流量计不适用于大管径？
目前，旋进漩涡流量计的公称通径通常限制在200mm以下。若管径进一步增大，不仅加工难度会显著提升，而且安装也将变得极为不便。因此，这种流量计在大管径应用上存在显著的局限性。
旋进漩涡流量计的核心部件是起旋器，其结构非常复杂，包含多个关键参数，如螺旋角、圆锥角、后锥角、叶片法向厚度以及芯轴尺寸等。这些参数的精确设计和制造对于流量计的性能至关重要。