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技术文章  

涡轮流量计中外部流状态影响消除与修正


发布日期:2020-06-10 点击:373次
  涡轮流量计特性曲线要保持良好的线性关系,流过涡轮流量计的流体应为充分发展的流型,即管道内流体流速基本趋于稳定,以消除漩涡流、脉动流等的 影响。为保证流经涡轮流量计的流体充分发展,在涡轮流量计上下游均应有足够长的直管段,这样流体才能形成充分发展的流型。但是由于安装条件的限制,充分发展的流型往往难以形成,因而会影响涡轮流量计 的性能。学者们从两个方面进行了大量研究,以消除或补偿这一影响,一方面研究涡轮流量计对应不同的上 游管配件所需的实际上下游直管段长度,另一方面研究在无法达到所需上下游直管段长度时对流量计 特性的影响及相应补偿方法。对于工程测量而言,一般要求上游直 管段长度≥20Dn,下游直管段长度≥5Dn,Dn为涡轮流量计口径。上游直管段长度的计算式为:

式中:μ为管道内摩擦因数;Kn为漩涡速度比,由涡轮流量计上游管线特征确定。表1为典型管线结构的Kn值。

  在上游直管段长度无法达到流场充分发展所需的长度时,需要从漩涡、脉动流等外部流造成的 影响规律角度出发,获得修正曲线或公式。针对脉动流和上游速度剖面、漩涡流动等问题,国内外学者提出了不同的测量模型和测量方法。
  对涡轮流量计测量脉动流的误差校正方法进行了现场测试,采用软件预测真实 体积流量,精度可以达到1%。
  对单叶轮涡轮流量计特性受脉动流影响进行了试验研究,结果表明,仪表误差主 要依赖于流速脉动的幅值,并提出通过测量涡轮流量计上游或下游动态压力来确定传感器误差的方法。
  通过涡轮流量计数学模型,得出了正弦脉动流作用下叶轮旋转角速度与脉动频率、振幅之间的理论关系,给出了脉动流影响涡轮流量计测量精度的规律。Islam等通过试验系统研究了上游 流体速度剖面对涡轮流量计仪表常数、线性度、可用体积流量范围和压力损失的影响,采用了三种整流器消除上游流体速度的剖面歪斜(速度剖面呈不对称分布)影响,并对三种整流器的效果进行了比较。以管道内有旋转流存在的流 场为研究对象,对涡轮流量计仪表常数与旋转数及体积流量之间的关系进行了研究,对仪表的精度进行了预测

 

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