摘要:通(tōng)過對1台dn80氣(qì)體渦(wō)輪流(liú)量(liàng)計 在1m³/h~1.5max流(liú)量範圍(wéi)内進行(háng)實驗，得(dé)出氣體(tǐ)渦輪流量計的(de)儀表系數k與流(liú)量qr.之間(jiān)的(de)特性(xìng)曲線(xiàn),表(biǎo)明在0.8qmin以(yǐ)下儀表系數不(bú)穩定(dìng)，流量計超(chāo)差:在(zài) qmax~1.5max範圍内儀表系(xì)數(shù)穩(wěn)定性(xìng)好，流量計精度(dù)高(gāo)，由此說明實(shí)驗所選(xuǎn)型号(hào)的氣體(tǐ)渦輪(lún)流量(liàng)計，儀表(biǎo)系數在(zài)标稱流量範圍(wéi)以外仍有可能(néng)滿足計量要求(qiú)，特别是(shì)大(dà)于标(biāo)稱流量上限後(hòu)儀表系數仍然穩(wěn)定,在學術研(yán)究領域擴展了(le)思路，也爲選型(xíng)應用提供了借(jiè)鑒的(de)經(jīng)驗。
　　氣體(tǐ)渦輪(lún)流量(liàng)計具(jù)有精(jīng)度高、測(cè)量(liàng)範圍寬(kuān)、重複性(xìng)好、壓(yā)力(lì)損失小(xiǎo)、耐高(gāo)壓、多(duō)種顯(xiǎn)示(shì)方(fāng)式、安裝維(wéi)修方(fāng)便、耐(nài)腐蝕(shí)等優點叫已被(bèi)廣泛應(yīng)用(yòng)于天然氣(qì)貿易結算(suàn)計量，甚至還作(zuò)爲量(liàng)值傳遞的(de)标準儀表(biǎo)。
　　根據其計(jì)量原理，流(liú)量計(jì)的傳(chuán)感器(qì)應有(yǒu)一個經标(biāo)準裝置檢定給出的(de)儀表(biǎo)系數(shù)，其精度和(hé)流量範圍(wéi)必須滿足(zú)流量計技(jì)術規(guī)範的要(yào)求，正确(què)的儀表系數值是保證(zhèng)流量計(jì)計量精度的基本保(bǎo)證。在理想(xiǎng)狀态下，也(yě)就(jiù)是(shì)假定(dìng)渦輪(lún)處于(yú)勻速(sù)運動的平(píng)衡狀(zhuàng)态,機械摩(mó)擦阻力矩和流(liú)體阻力矩都足(zú)夠小甚至(zhì)可以(yǐ)忽略不計的狀态,儀(yí)表系(xì)數與(yǔ)流量的(de)關系爲(wèi)(1)式:
 
　　式中:f爲脈沖(chòng)頻率:qv爲(wèi)流體體(tǐ)積流量(liàng);z爲渦輪(lún)葉片(piàn)數:θ爲葉片(piàn)結構角;a爲流通(tōng)截面(miàn)積;r爲葉(yè)片平均(jun1)半徑.
　　可見(jiàn)，理想特(tè)性僅與渦輪流量計的(de)結構參數有關(guān)，與流體(tǐ)的流動(dòng)狀況(kuàng)無關,儀表(biǎo)系數爲(wèi)一個常(cháng)數，在(zài)k-qv圖上(shàng)爲一(yī)平行于(yú)橫(héng)軸的(de)直線(xiàn)。
　　在已報(bào)道的很多文(wén)獻及(jí)書籍(jí)中，作者都(dōu)通過(guò)建立(lì)數學模型來(lái)對氣體(tǐ)渦輪流量計的工作(zuò)特性進行較爲詳(xiáng)細地分析與(yǔ)描(miáo)述(shù)、但在(zài)實(shí)際(jì)應用(yòng)的過(guò)程中(zhōng)儀(yí)表(biǎo)系數(shù)k與流量qv之(zhī)間呈(chéng)現出來的關系(xì)究竟是(shì)否符合(hé)已有的結論呢(ne)?而對于标稱流量範圍(wéi)之(zhī)外,尤(yóu)其是當實(shí)際流量超(chāo)出标(biāo)稱流(liú)量上(shàng)限後，儀表(biǎo)系數(shù)與流量之間的關系(xì)又呈(chéng)現什(shí)麽(me)樣的狀态呢?目前(qián)這方面還(hái)鮮有人進(jìn)行研(yán)究。對此基于以(yǐ)下(xià)實驗進(jìn)行相(xiàng)關分(fèn)析。
1實驗方(fāng)案
1.1環境條(tiáo)件
　　溫度24~25℃,相(xiàng)對濕(shī)度30%~35%，大(dà)氣壓力94~95kpa,采(cǎi)用表後取(qǔ)壓。
1.2實(shí)驗設計
　　實驗選(xuǎn)用了(le)1台dn80的氣體(tǐ)渦輪流量(liàng)計，其(qí)标稱流(liú)量範圍(wéi)爲20~400m³/h,精(jīng)度等級爲1.0級。由于實(shí)驗是研究(jiū)性(xìng)的而不(bú)是對流量計的(de)檢定(dìng)，并考慮到(dào)實驗用臨(lín)界流(liú)噴嘴氣(qì)體流量(liàng)标準(zhǔn)裝置實際(jì)情(qíng)況(kuàng)，将流量檢(jiǎn)定範圍确(què)定爲(wèi)例!:1m³/h~1.5qmax即1~600m³/h，在流(liú)量範(fàn)圍内(nèi)埃勻選取(qǔ)35個流(liú)量點,共進(jìn)行188組(zǔ)實驗,得到(dào)的流(liú)量計k-qv曲線(xiàn)如圖1所示(shì)。
 
2數據(jù)分析
　　由表1實驗(yàn)數據知，在1m³/h時無(wú)信(xìn)号輸(shū)出，2m/h時開(kāi)始有流量(liàng)，說明其始(shǐ)動流量在1~2m³/h之間間。在流量(liàng)計的(de)流量大于(yú)始(shǐ)動(dòng)流量(liàng)而小(xiǎo)于傳感器(qì)流量(liàng)下限的情(qíng)況下(xià)，儀表系(xì)數k随着(zhe)流量qv的增大而(ér)迅速增大，此時(shí)流體處于(yú)層(céng)流(liú)流動狀态,其特(tè)性受(shòu)軸(zhóu)承(chéng)摩擦力、流體(tǐ)黏(nián)性阻(zǔ)力影響(xiǎng)較(jiào)大b!:當(dāng)流量(liàng)低于0.8qmin時(shí)，儀表系數随着流(liú)量迅(xùn)速變化，其測量誤差(chà)在流(liú)量計(jì)的允差範(fàn)圍外(wài)，儀表(biǎo)系數(shù)本身不準确,不(bú)能作爲實際檢(jiǎn)測流量.
　　儀表系(xì)數k在30m/h處(chù)出現峰(fēng)值,該點爲(wèi)層流(liú)與紊(wěn)流的(de)交界點，在此之後流(liú)體處(chù)于(yú)紊流狀(zhuàng)态，儀表系數則(zé)開始呈現(xiàn)出(chū)常(cháng)數的(de)特征，當流(liú)體黏度确定時(shí)，儀表(biǎo)系數與傳(chuán)感(gǎn)器的(de)結構尺(chǐ)寸有關;而在qmax~1.5qmax的(de)流量範圍(wéi)内，儀(yí)表系(xì)數仍然具有非(fēi)常好(hǎo)的穩(wěn)定性。具體(tǐ)儀表(biǎo)系數及(jí)線(xiàn)性(xìng)度、重複(fú)性(xìng)列于表(biǎo)1.
　　依據jjg1037-2008(渦輪流量計)國(guó)家(jiā)計(jì)量檢(jiǎn)定規程，渦(wō)輪流(liú)量計的儀(yí)表系數k,線性度el和重(zhòng)複性(xìng)e,分别(bié)定義(yì)爲:
 
　　式中:(e)爲第i個(gè)測量(liàng)點的系數(shù)重複性;kr爲(wèi).第i個流量(liàng)點的平均(jun1)儀表系數(shù):n爲第i個流(liú)量點的測量次(cì)數(shù):kij爲第i個流量點(diǎn)第(dì)j次測(cè)量得到的(de)儀表(biǎo)系數(shù)值(zhí);`k爲流量(liàng)計儀(yí)表系數值(zhí);(ki)max爲(wèi)各流量(liàng)點系(xì)數ki中最(zuì)大值:(ki)min爲各流量點系數k中最小值:el爲線性度(dù)。
　　從表(biǎo)1中數(shù)據可以看出，在(zài)qmin~0.2qmax的流量(liàng)範圍(wéi)内(nèi)，儀表系(xì)數出現(xiàn)峰值,線(xiàn)性度爲(wèi)0.590%,重複.性爲(wèi)0.069%，其測量誤(wù)差已在允(yǔn)差範(fàn)圍内(nèi)(±2%)，符合流量(liàng)計精(jīng)度要(yào)求:在0.2qmax~1.5qmax的流量範(fàn)圍内(nèi)，儀表系數(shù)始終處于(yú)穩定的狀(zhuàng)态,尤其(qí)是(shì)在 qmax~1.5q,max的流量範圍内，線(xiàn)性度(dù)僅爲(wèi)0.109%，重複(fú)性(xìng)高(gāo)達0.046%,儀(yí)表系數變(biàn)化幅(fú)度非常小(xiǎo)，流(liú)量(liàng)計的(de)測量正确(què)率就(jiù)非(fēi)常高。
 
3結論與(yǔ)讨論(lùn)
　　實驗通過對不(bú)同流(liú)量範圍内(nèi)儀表(biǎo)系數與(yǔ)流(liú)量關(guān)系的研究，可以看出,渦(wō)輪(lún)流量計儀(yí)表系數可(kě)以分爲兩(liǎng)段"即線性(xìng)段和(hé)非線(xiàn)性段，非(fēi)線性段内儀(yí)表系數随流(liú)量變化有較(jiào)大變化，線性段(duàn)儀表系數(shù)也有一定變(biàn)化，但幅(fú)度非(fēi)常(cháng)小，而在qmax~1.5qmax的範圍内(nèi),儀表(biǎo)系數仍然(rán)處(chù)于(yú)非常(cháng)穩定的狀(zhuàng)态，該實(shí)驗結論是其(qí)他研究中沒有涉(shè)及到的(de)，對渦(wō)輪流量計(jì)的實際(jì)應(yīng)用具(jù)有一(yī)定的參考(kǎo)意義。
　　從流(liú)量計(jì)的使(shǐ)用壽命方(fāng)面考慮，對于(yú)每日儀表(biǎo)實際運(yùn)行時間不超過(guò)8h的斷(duàn)續工(gōng)作場(chǎng)合,選擇實阿使(shǐ)用時最大流量的1.3倍作(zuò)爲(wèi)流量(liàng)範圍(wéi)上限，對于(yú)每日儀表(biǎo)實際運(yùn)行(háng)時(shí)間不低(dī)于8h的連續工作場合(hé)，選擇(zé)實際(jì)使用時最(zuì)大流量的(de)1.4倍作(zuò)爲流(liú)量(liàng)範圍上(shàng)限，而(ér)儀表(biǎo)下限流量(liàng)以實(shí)際使用最(zuì)小流(liú)量(liàng)的0.8倍爲(wèi)合适(shì)隊本(běn)次實驗(yàn)結(jié)果也證明(míng)在這(zhè)些流量範(fàn)圍内儀表系數(shù)是符合檢(jiǎn)測精度要(yào)求的。

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