摘要(yao)：介紹電容式(shì)渦街流量計(ji) 的工作原理(li)及其在空間(jian)環境模拟設(shè)備液氮系統(tong)中的應用情(qíng)況。
1概述
　　液氮(dan)系統是空間(jian)環境模拟設(she)備的一個主(zhǔ)要分系👨‍❤️‍👨統。試(shì)驗時,它給真(zhen)空容器内的(de)熱沉輸送一(yī)定流量的過(guo)⛱️冷液氮,使其(qi)産☀️生一個穩(wen)定的低溫背(bei)景。液氮系統(tong)的一個主要(yào)參數就是液(ye)氮的流🌐量.
　　在(zai)我國現有的(de)大型空間環(huan)境模拟設備(bei)如KM3、KM4中，其液氮(dan)系✔️統都沒有(you)安裝流量計(jì),給液氮系統(tǒng)運行狀況的(de)分析和系統(tǒng)的操🤞作帶來(lái)了一定的困(kùn)難.在液氮系(xi)統中也曾使(shǐ)用過 孔闆式(shì)流量計 和 渦(wō)輪流量計 ,但(dan)由于在液氮(dàn)系統的啓動(dong)過程中,流體(tǐ)狀态較複雜(za),有液相、氣相(xiàng)或氣液兩相(xiàng),使得上述兩(liǎng)種流量計都(dōu)不🌈能進行正(zheng)👅常工作,甚至(zhì)使流量計損(sǔn)壞。
　　爲了正确(què)方便地測量(liàng)液氮的流量(liang),所選擇的流(liú)量計必須✉️同(tóng)✊時滿足兩個(ge)主要條件:耐(nài)低溫(-200C);耐氣體(tǐ)沖擊.在KM3液氮(dàn)⭕系統中進行(háng)文丘利管試(shì)驗時，采用了(le)德國E+H公司生(sheng)産的電容式(shi)渦街流量計(jì)(SWINGWIRLII),取得了比較(jiào)滿💯意的試驗(yan)結果。本文将(jiang)詳細介紹該(gai)流量計的工(gōng)作原理及其(qí)在試驗中的(de)應用情況。
2電(diàn)容式渦街流(liú)計的工作原(yuan)理
　　電容式渦(wo)街流量計,可(kě)用來正确測(cè)量封閉管道(dào)中氣體或液(yè)體的流量,如(rú)圖1所示。其最(zui)大優點是沒(mei)有🈲運動部件(jiàn).測量時,管道(dao)中的流體從(cóng)三角形擋體(tǐ)(旋渦發生體(ti))的正面流過(guo),在該發生體(tǐ)後面兩側周(zhou)期性形成--系(xì)列的旋渦，并(bing)交替分離開(kai)來,依💁次向下(xia)遊流去，如圖(tú)2所👅示。當雷諾(nuò)數Re大于3800時,旋(xuan)渦的分離頻(pín)率與管道中(zhōng)流體的平均(jun1)流速成正比(bi)。圓柱形差動(dòng)開關電容(DSC)檢(jian)🏃🏻測元件♌位于(yu)旋渦發生體(tǐ)的圓孔之中(zhōng).由旋渦分離(li)引起的壓力(li)脈沖,通過發(fa)生體兩側橫(heng)孔傳到檢測(ce)元件.上，使檢(jian)㊙️測元件産生(shēng)微量的偏移(yi),并🔞在其内部(bù)産生相應的(de)電容變化.即(jí)把檢測元件(jiàn)檢測到的旋(xuan)渦壓力脈沖(chòng)轉換成電脈(mò)沖,然後經前(qián)置放大器處(chù)理成爲直流(liu)4~20mA矩形脈沖信(xìn)号.再通過二(èr)次☎️儀表将檢(jian)💁測到的脈沖(chong)信号換算成(cheng)瞬時流量值(zhí)或累積流量(liàng)值.
 
3電容(rong)式渦街流量(liang)計的應用
　　電(diàn)容式渦街流(liu)量計的工作(zuò)溫度範圍寬(kuan)(-200~+400℃),測量範圍大(da)(液體🐉:0.3~2300m/h).而且由(you)于沒有運動(dòng)部件,所以不(bu)怕氣體沖擊(ji).在🏒規定的範(fan)圍内,測量不(bú)受介質的壓(yā)力溫度、密度(dù)和導電率等(deng)因素的影響(xiǎng).根據這種流(liu)量計的特點(diǎn)，我們作了第(dì)-次嘗試,将它(ta)應用于對大(da)🈲型空間環境(jìng)模拟設備🤟液(yè)氮系統中液(ye)氮流量的測(cè)量.
　　當在KM3空間(jiān)環境模拟設(she)備的液氮系(xi)統中進行文(wén)丘👣利管試驗(yàn)時,由于需要(yao)液氮流量這(zhè)個參數來對(dui)試㊙️驗結果進(jin)🌈行分🌐析.所以(yi)我們在液氮(dan)泉的出口處(chù)安裝了一🎯台(tai)電容式渦街(jie)流量計,并配(pèi)備了一台數(shù)顯二次儀表(biǎo).試驗時,從該(gāi)流量計測得(dé)的數據是令(lìng)人滿意的,給(gěi)液氮系統運(yùn)行狀況的分(fen)析⭐及操作提(tí)供💰了可靠依(yī)據、下面列舉(jǔ)試驗中的幾(jǐ)種情況:
a.液氮(dàn)系統預冷時(shi),由于管内存(cun)在氣液兩相(xiàng),所以流量🙇‍♀️計(jì)測得👅的數據(ju)不穩定,但可(ke)以定性地說(shuo)明有一定量(liàng)的液氮流🍉過(guo).
b.當液氮系統(tong)完成預冷,啓(qǐ)動液氮泵時(shi),由于有時預(yu)冷不充分,産(chǎn)生了氣堵。雖(sui)然液氮泵運(yun)轉,系統的壓(ya)力升🔅高,但液(ye)氮并不🚶流動(dòng),隻能停機重(zhòng)新預冷.以前(qián)隻能憑經驗(yàn)來判斷這🤞種(zhǒng)情況,安裝了(le)渦街流量計(jì)後,從流量計(ji)上可以清楚(chu)的看到，此時(shi)的讀數爲零(ling)。如果液氮泵(beng)正常啓動後(hòu),流量計的讀(dú)數快速增大(da)🆚,并達到一穩(wěn)定值時,則證(zheng)明系統啓動(dòng)成功.
c.試驗過(guò)程中,我們還(hai)做了通過改(gǎi)變系統的壓(yā)力來觀測流(liu)👌量變化的測(ce)試工作。當液(ye)氮系統的壓(yā)力不♻️低于其(qí)飽和蒸汽壓(ya)力時📱,降低或(huo)升高系統的(de)壓力,泵的揚(yáng)♈程不變📐,流量(liang)也不改變✊。此(cǐ)時測得的流(liú)量值爲16m³/n,與泵(bèng)的額定流量(liang)值相等。當壓(ya)力低于其對(duì)應飽和蒸汽(qì)壓時液氮泵(beng)出現氣蝕現(xiàn)象,流量降低(di),試驗測得的(de)流量🍉值爲8m³/h,這(zhè)種結果與理(li)論上是完全(quan)符合🍉的.
4結論(lùn)
　　電容式渦街(jiē)流量計用于(yú)對空間環模(mó)設備中液氨(ān)流量的測量(liang)在國内還是(shì)首次.試驗結(jie)果表明該流(liu)量計能正确(que)地✌️測量液氮(dàn)系統的流量(liang),反映出液氮(dàn)系統的運行(háng)狀況,因此給(gei)液氮系統的(de)操作提供了(le)可靠的依據(jù)。而且其🈲安裝(zhuang)簡便,壓力損(sǔn)失小,非常适(shi)✂️用于大型空(kong)間環境模拟(ni)設備中液氮(dàn)系統的流量(liàng)測量.

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