摘要:利(lì)用常(cháng)壓(yā)氣(qì)體(tǐ)作爲流(liú)動介質，以流出(chū)系數平均(jun1)相對誤(wù)差、線性度和不确(què)定度(dù)爲評(píng)價指(zhǐ)标(biāo)，通(tōng)過實(shí)流上(shàng)遊組(zǔ)合管(guǎn)件(jiàn)對孔闆(pǎn)流量計 測量性(xìng)能的影響。根據(jù)不同(tóng)的上遊阻流件對孔(kǒng)闆流(liú)量計測量精度的影(yǐng)響(xiǎng)。根據結(jié)果，爲(wèi)保(bǎo)證(zhèng)相對誤差在可接(jiē)受(shòu)範圍(wéi)，給出(chū)對于不同形式的上遊組合管件孔闆(pǎn)流(liú)量計(jì)對前(qián)直管(guǎn)段長度(dù)的建議。
0引言(yán)
　　根據(jù)海洋平(píng)台(tái)上特(tè)有的工藝(yì)處理(lǐ)模(mó)式和安裝習(xí)慣，分(fèn)别對中海(hǎi)油2006年(nián)以後投産(chǎn)的9個新建海洋(yáng)平台jz25-1cep、jz25-1scep、jz25-1swhpb、bz26-3whpa、bz26-3whpb、sz36-1cepk、jx1-1cepa、bz19-4whpb、ld32-2psp的(de)三(sān)維模(mó)型進(jìn)行了流量(liàng)計安裝上遊的管件(jiàn)形式的整理，發現在(zài)上述平台上孔(kǒng)闆流(liú)量計用于(yú)對天(tiān)然氣的(de)計量占(zhàn)76%，少數是用于對消防(fáng)水和回注(zhù)水的(de)計量(liàng)。總結(jié)出4種常見的組(zǔ)合阻流(liú)件形式(shì)，開展上遊組合管件(jiàn)對(duì)孔(kǒng)闆流(liú)量計(jì)性能(néng)影響，主要包括球閥(fá)+90°彎頭、球(qiú)閥+90°彎(wān)頭(tóu)+漸縮管+90°彎(wān)頭、球閥+90°彎頭+漸(jiàn)縮管(guǎn)、球閥+漸縮管。
1實(shí)驗平(píng)台(tái)的(de)設計(jì)

　　如圖1所(suǒ)示(shì)圖中(zhōng)的風機通過外(wài)部的變頻(pín)器裝置不(bú)斷(duàn)地調節(jiē)風(fēng)機(jī)的風(fēng)速，從管道(dào)入口(kǒu)抽取(qǔ)空氣，爲實(shí)驗提(tí)供穩(wěn)定的空氣(qì)流體(tǐ)，通(tōng)過穩壓(yā)罐來達到穩壓(yā)的目的。圖(tú)中的(de)渦輪(lún)流量(liàng)計爲标準表(biǎo)，空氣流(liú)體通(tōng)過渦(wō)輪流(liú)量計(jì)時(shí)，可以測(cè)得空(kōng)氣流體的标準流量(liàng)。當空氣流體通過孔(kǒng)闆流量計時，在(zài)流量計(jì)的上遊(yóu)和下(xià)遊(yóu)會(huì)産(chǎn)生(shēng)壓差(chà)，這種壓差可以經過(guò)高精度的差壓變送(sòng)器檢測并轉化(huà)成4～20ma信号(hào)，然(rán)後通(tōng)過16位的(de)a/d轉(zhuǎn)換芯(xīn)片，将(jiāng)模拟信号轉化(huà)成數(shù)字信(xìn)号(hào)送(sòng)到計算機(jī)進行處理，穩壓罐上的溫(wēn)度傳(chuán)感器将(jiāng)電壓信(xìn)号轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的溫度信号，送(sòng)到16位的模拟量(liàng)信号(hào)采(cǎi)集卡a/d芯片進(jìn)行處(chù)理;同(tóng)時模(mó)拟(nǐ)量信号采集卡a/d芯片還(hái)對标準(zhǔn)表(biǎo)的(de)頻率進(jìn)行采集。在計算機(jī)中安裝(zhuāng)實驗(yàn)标定(dìng)系統(tǒng)軟(ruǎn)件(jiàn)，該軟(ruǎn)件是用vb進行編寫的(de)，支持多線(xiàn)程實(shí)時通(tōng)信，通過這(zhè)種軟件，可以在計(jì)算機中實現(xiàn)不同的(de)數據的(de)顯示(shì)與分(fèn)析。
　　下(xià)面對用(yòng)到的儀器設(shè)備的性能參數進(jìn)行(háng)說明(míng):
　　标準(zhǔn)表采用 渦(wō)輪流量(liàng)計(jì) ，測量範圍在25～1400m3/h之間，精(jīng)度爲0.5%，重複(fú)性爲(wèi)0.06%;溫(wēn)度傳感(gǎn)器采(cǎi)用的是精度爲0.1%;壓力傳感(gǎn)器爲(wèi)Ｒosemount3051型号(hào)，精度爲0.075%; 差壓變(biàn)送器 爲日本橫河的(de)eja110a，可測(cè)量的差壓範圍(wéi)爲0～10kpa，精度爲(wèi)0.075%;模拟量信号(hào)采集卡(kǎ)采用(yòng)的是(shì)研華pci-1716，精度爲16位。本次(cì)實驗對象選擇(zé)了dn100孔(kǒng)闆(pǎn)流(liú)量計(jì)。
2阻流件對孔闆流量(liàng)計測量精度影響的實驗研究
2.1孔(kǒng)闆流量計的基準(zhǔn)實驗
　　用于孔闆流量(liàng)計的基準實驗的(de)前直管段長(zhǎng)50d，後直管段(duàn)長10d，管道内(nèi)流體(tǐ)流動(dòng)爲充分(fèn)發(fā)展的(de)湍流(liú)狀态［1］［2］［3］［4］。前期大量文獻表明(míng)，前直管段長度(dù)達到(dào)50d時，可(kě)以認爲流場已經充(chōng)分發(fā)展;同時，後(hòu)直管段達到10d，不(bú)會影響孔闆流(liú)量計流出系數。阻流件(jiàn)實(shí)驗均按照(zhào)前直管段(duàn)50d，後直管(guǎn)段(duàn)10d的直(zhí)管段爲基(jī)準進(jìn)行比(bǐ)較，從而得到流出系數和(hé)流出系數相對(duì)誤差的變化情(qíng)況。
2.2上遊阻(zǔ)流件對孔闆流量計測量(liàng)精(jīng)度(dù)影響的實(shí)驗研(yán)究
2.2.1上(shàng)遊阻流件(jiàn)類型(xíng)—dn100球閥+dn100單彎(wān)頭的(de)實驗研(yán)究(jiū)
　　上遊(yóu)阻流件類(lèi)型爲(wèi)dn100球閥+dn100單彎頭的(de)雷諾(nuò)數(shù)-流出系(xì)數曲(qǔ)線圖如圖(tú)2所示(shì)，從圖(tú)中可以看(kàn)出，前(qián)直管段長度爲(wèi)50d、30d的流(liú)出系(xì)數與基準(zhǔn)實驗(yàn)極(jí)爲接近(jìn)，從10d開始，随(suí)着前(qián)直管段(duàn)長(zhǎng)度的(de)縮短，流(liú)出(chū)系數呈(chéng)遞(dì)減趨勢。

　　從表1可以看出，相(xiàng)對(duì)于基準實驗，前(qián)直管段長(zhǎng)度爲50d和30d時(shí)平均(jun1)相(xiàng)對(duì)誤差(chà)爲(wèi)正(zhèng)值，其他工(gōng)況下(xià)爲負(fù)值;比較而言，50d較(jiào)30d的平(píng)均相對(duì)誤(wù)差略大，但(dàn)量(liàng)值(zhí)僅差(chà)0.06%;從30d開始，随着直(zhí)管段長度的縮(suō)短，流出(chū)系(xì)數的(de)相對(duì)誤差呈遞增趨勢，此變化趨勢也可(kě)見圖(tú)3所示。


2.2.2上遊阻流(liú)件類(lèi)型—dn150球閥+dn150變(biàn)dn100漸縮管(guǎn)的實驗(yàn)研究(jiū)
　　阻流件類(lèi)型爲dn150球(qiú)閥(fá)+dn150變dn100漸(jiàn)縮管的(de)雷諾數(shù)-流出系(xì)數曲線(xiàn)圖如圖4所示，從(cóng)圖中(zhōng)可以(yǐ)看出(chū)，随着(zhe)前(qián)直管段(duàn)長度的縮短，流(liú)出系數呈遞減(jiǎn)趨勢。

　　從表2可以(yǐ)看出，相對于基(jī)準(zhǔn)實驗，前(qián)直管(guǎn)段長度(dù)爲30d、10d的平(píng)均相對誤差爲(wèi)正值，前(qián)直管段長度爲4d的平均(jun1)相對(duì)誤差爲負(fù)值;從絕對值上(shàng)看，前(qián)直管(guǎn)段長度爲4d時相對誤差最大，此變化(huà)趨勢也可(kě)見圖(tú)5所示。


2.2.3上遊(yóu)阻流件類(lèi)型—dn150球閥+90°單彎頭(tóu)+dn150變(biàn)d100漸(jiàn)縮管(guǎn)的實(shí)驗研究
　　阻(zǔ)流(liú)件類型(xíng)爲dn150球(qiú)閥+90°單彎頭+dn150變dn100漸(jiàn)縮管的雷(léi)諾數(shù)-流出(chū)系數曲線圖如(rú)圖6所示，從(cóng)圖中可以看出，随着前直管段長度的(de)縮(suō)短，流(liú)出系數呈遞減(jiǎn)趨勢(shì)。

　　從表3可以看(kàn)出(chū)，相(xiàng)對于基(jī)準實(shí)驗，前(qián)直(zhí)管段長(zhǎng)度爲50d和30d時(shí)平均相對(duì)誤差(chà)爲正值，其他工(gōng)況(kuàng)下爲負值;前50d與前30d的平均相(xiàng)對誤差較爲接(jiē)近，從前(qián)30d開始，縮(suō)短前直管(guǎn)段，平(píng)均相對誤差呈(chéng)增大(dà)趨勢(shì)，此趨(qū)勢也可見圖7所(suǒ)示。


2.2.4阻流(liú)件(jiàn)類型(xíng)—dn150球閥+90°單彎頭+dn150變(biàn)dn100漸縮管+90°單彎頭(tóu)的實(shí)驗研究
　　阻流件類型(xíng)爲dn150球(qiú)閥+90°單彎(wān)頭(tóu)+dn150變dn100漸(jiàn)縮管+90°單彎(wān)頭的(de)雷諾數-流出系(xì)數曲線圖如(rú)圖8所示，從圖中可(kě)以看出，随着前直管(guǎn)段長度的(de)縮(suō)短，流(liú)出(chū)系數(shù)呈遞減趨(qū)勢。

從表4可以看出，相(xiàng)對于(yú)基(jī)準實驗，前直管段長度(dù)爲(wèi)50d和30d時平均相(xiàng)對誤差爲(wèi)正值(zhí)，其他(tā)工況下爲(wèi)負值;前直(zhí)管段(duàn)長度(dù)爲(wèi)50d與30d的平(píng)均相對誤差較(jiào)爲接近(jìn)，從前(qián)30d開始，縮短前直管段，平(píng)均(jun1)相對誤(wù)差整體呈增大趨(qū)勢，此趨勢也(yě)可見(jiàn)圖9所示。
3結(jié)論
　　安裝條(tiáo)件的不同對(duì)孔闆流(liú)量計(jì)有着很大(dà)的影響，根(gēn)據不(bú)同的安裝條件(jiàn)，對孔闆流量計(jì)的測量精度的影響(xiǎng)進行了實驗研(yán)究。研(yán)究發(fā)現:


1)當孔闆流(liú)量(liàng)計上遊存在阻流件時，對于不同形(xíng)式的阻流(liú)件，當後直管段(duàn)長度不變時，随着前(qián)直管段長(zhǎng)度變短(duǎn)，流出系(xì)數相(xiàng)對誤差随(suí)之變(biàn)大(dà)。
2)從實驗(yàn)結果分(fèn)析，讨論(lùn)的4種組(zǔ)合(hé)式阻(zǔ)流件(jiàn)情(qíng)況(kuàng)所需(xū)的前(qián)直管段長(zhǎng)度均比iso5167中規定(dìng)的前(qián)直管段長(zhǎng)度短。說(shuō)明(míng)标準中規定(dìng)的比實(shí)際應(yīng)用時更嚴(yán)格苛刻。

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