渦輪流量計是
速度式流量計zhongdezhuyaozhonglei,dangbeiceliutiliuguowolunliuliangjichuanganqishi,zailiutidezuoyongxia,yelunshoulixuanzhuan,qizhuansuyuguandaopingjunliusuchengzhengbi,tongshi,yepianzhouqixingdiqiegediancitiechanshengdecilixian,gaibianxianquandecitongliang,genjudianciganyingyuanli,zaixianquanneijiangganyingchumaidongdedianshixinhao,jidianmaichongxinhao,cidianmaidongxinhaodepinlvyubeiceliutideliuliangchengzhengbi。yingxiangwolunliuliangjijingdudezhuyaowaibuyinsushiliutideliudongzhuangtai,wolunliuliangjitexingquxianyaobaochilianghaodexianxingguanxi,liuguoliuliangjideliutiyingweichongfenfazhandeliuxing。
1.旋轉係數與下遊直管段長度之間的關係
旋轉流的旋轉強度用旋轉係數來表示,旋轉係數定義為角動量通量與軸向動量通量的比值:

式中:ω -- 周向速度;
u -- 軸向速度;
R -- 管道半徑;
A -- 流體流過的橫截麵積;
ρ -- 密度。
對於圓管內的旋轉流,在r=0.95R處的旋轉角度最大,即:

采用多項迭代的方法,可編程計算出在某個值時(X 為圓管直徑D的倍數)滿足一定精度的Sw值:

常數b和c與流體性質、雷諾數和流量有關,需要通過實驗確定。對於不可壓縮流體,b=0.030~0.085,c=0.10~0.50。一般來說,流量越大,旋轉流的衰減越大,由式(3)可以看出,旋轉流發生後的直管段越長,旋轉流的強度越弱,對渦輪流量計精度的影響越小。
2.實驗設計與結果分析
為wei了le在zai實shi驗yan過guo程cheng中zhong能neng得de到dao理li想xiang的de旋xuan轉zhuan流liu體ti,實shi驗yan中zhong采cai用yong了le模mo擬ni多duo種zhong強qiang度du旋xuan轉zhuan流liu的de發fa生sheng器qi,旋xuan轉zhuan流liu發fa生sheng器qi安an裝zhuang在zai流liu量liang計ji上shang遊you來lai流liu的de起qi始shi點dian處chu。
實驗采用稱量法,記錄電子稱上的質量脈衝數N,N乘以質量脈衝常數(0.08333),即得到質量值(kg),同時記錄時間和渦輪變送器的脈衝數,在每個流量點重複做三次,記錄三組數據,共選擇5個流量點來覆蓋渦輪流量計的測量量程。流量Q=0.08333N/t,儀表係數為:

儀表係數K與旋轉數Sw成線性關係,儀表精度為:

其中α、d均為待定係數。
根據實驗所得多組脈衝數和流量數據,可計算出儀表精度δ值。按δ-X方程及δ和X數據進行最小二乘法回歸,可確定α和d的數值。一般來說,對不可壓縮流體,α=1.15~2.20,d=0.016~0.11。
3.直管段長度和流量計精度的初步預測
在工程設計中,根據流體性質、流量和雷諾數確定α和d值。這樣,按照式(5)就可以依不同的流量計精度要求,對直管段長度進行初步預測,或確定直管段長度後,對流量計的精度做初步預測。
當δ=0.2%時,不同流量下所需直管段長度見表1。
表1 不同流量下所需直管段長度
d |
0.0165 |
0.0385 |
0.0578 |
0.0755 |
0.0801 |
0.0910 |
0.106 |
X |
145.05 |
62.16 |
41.41 |
31.70 |
29.88 |
26.30 |
22.58 |
當X=30時,不同流量下儀表精度見表2。
表2 不同流量下預測的儀表精度
d |
0.0165 |
0.0385 |
0.0578 |
0.0755 |
0.0801 |
0.0910 |
0.106 |
δ |
1.33 |
0.69 |
0.39 |
0.23 |
0.20 |
0.14 |
0.10 |
對流量計的精度和直管段的預測,為不同精度要求的渦輪流量計選擇適當長度的直管段提供了理論參考。
4.結語
(1)旋轉數Sw與X成指數關係,即隨著下遊距離X的增加,旋轉流強度以指數方式衰減。指數係數c和α值與介質的性質,雷諾數等參數有關。
(2)對dui於yu任ren一yi旋xuan轉zhuan流liu源yuan,隨sui著zhe下xia遊you距ju離li的de增zeng加jia,在zai大da流liu量liang區qu旋xuan轉zhuan流liu強qiang度du衰shuai減jian速su度du快kuai,而er在zai小xiao流liu量liang區qu,旋xuan轉zhuan流liu強qiang度du衰shuai減jian速su度du要yao慢man一yi些xie,因yin此ci,對dui小xiao流liu量liang的de流liu量liang計ji管guan道dao設she計ji中zhong需xu要yao加jia長chang直zhi管guan段duan,以yi減jian少shao旋xuan轉zhuan流liu對dui流liu量liang計ji精jing度du的de影ying響xiang。
(3)不論旋轉流的方向如何,
流量計越靠近旋轉流源,流量計的精度δ越差,流量計精度可以按式(5)進行初步預測。
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