渦輪(lún)流量計 是(shì) 速度式流(liú)量計(jì) 中的(de)主(zhǔ)要(yào)種類，當被(bèi)測流體流(liú)過渦輪流量計傳感器時(shí)，在流體的(de)作用下，葉(yè)輪受力旋轉，其(qí)轉速與(yǔ)管(guǎn)道平(píng)均流(liú)速(sù)成正比，同時(shí)，葉片周期(qī)性地(dì)切割電磁鐵産(chǎn)生的(de)磁力(lì)線，改變(biàn)線(xiàn)圈的(de)磁通量(liàng)，根據電(diàn)磁感應原(yuán)理，在線圈内将感應(yīng)出脈動的電(diàn)勢(shì)信号，即電脈沖信号，此(cǐ)電(diàn)脈動信号的頻率與被測流(liú)體的流(liú)量成(chéng)正(zhèng)比(bǐ)。影響(xiǎng)渦輪流量(liàng)計精度的(de)主(zhǔ)要外部(bù)因素(sù)是流體的(de)流(liú)動狀态(tài)，渦輪(lún)流量計特性(xìng)曲(qǔ)線要保持良好(hǎo)的線性關(guān)系，流(liú)過流(liú)量計(jì)的流(liú)體應爲充(chōng)分發(fā)展的流(liú)型。
1.旋轉(zhuǎn)系數與下(xià)遊直管段長(zhǎng)度之間(jiān)的關(guān)系
旋(xuán)轉流(liú)的旋(xuán)轉強度用(yòng)旋轉系數(shù)來表示，旋轉系數定(dìng)義爲角(jiǎo)動量通(tōng)量與(yǔ)軸向動量(liàng)通量的比值：

式(shì)中：ω -- 周向速度；
u -- 軸向速度；
r -- 管(guǎn)道半徑；
a -- 流(liú)體流(liú)過的(de)橫截(jié)面積；
ρ -- 密度(dù)。
對于圓管(guǎn)内的(de)旋轉流，在r=0.95r處的旋轉角度最大(dà)，即：

采用多(duō)項叠(dié)代的方法(fǎ)，可編(biān)程計算出在某個值時（x 爲圓(yuán)管直徑d的倍(bèi)數）滿(mǎn)足一定精度的(de)sw值：

    常數(shù)b和(hé)c與流(liú)體性質、雷諾數(shù)和流量有關，需(xū)要通過實(shí)驗确定。對于不可壓(yā)縮流(liú)體(tǐ)，b=0.030~0.085，c=0.10~0.50。一般來(lái)說，流量越(yuè)大，旋(xuán)轉流(liú)的(de)衰減越大，由式(shì)（3）可以看(kàn)出，旋轉流(liú)發生(shēng)後的直管段越(yuè)長，旋轉流(liú)的強(qiáng)度越弱，對渦輪(lún)流量(liàng)計精度的(de)影響(xiǎng)越(yuè)小。
2.實驗設計與結果分(fèn)析
    爲(wèi)了在實驗(yàn)過程(chéng)中能(néng)得到(dào)理想的旋(xuán)轉流體，實驗(yàn)中采用(yòng)了模(mó)拟多(duō)種強度(dù)旋轉流的發(fā)生器，旋轉(zhuǎn)流發生器安裝(zhuāng)在流量計上遊來流(liú)的起始點處。
    實(shí)驗(yàn)采(cǎi)用(yòng)稱(chēng)量法(fǎ)，記錄電子稱上的質(zhì)量脈沖數(shù)n，n乘以(yǐ)質量脈沖(chòng)常數(shù)（0.08333），即(jí)得到質(zhì)量值（kg），同時記錄(lù)時間和渦輪變送器的脈沖數，在每個流量點(diǎn)重複(fú)做三(sān)次，記(jì)錄三組數據，共(gòng)選擇(zé)5個流量點(diǎn)來覆(fù)蓋(gài)渦(wō)輪流量計的測(cè)量量(liàng)程。流(liú)量(liàng)q=0.08333n/t，儀表系數爲：

儀表系數(shù)k與旋(xuán)轉數sw成線(xiàn)性關(guān)系，儀(yí)表精度爲：

其中(zhōng)α、d均爲(wèi)待定系數。
    根據(jù)實驗所得(dé)多組(zǔ)脈沖(chòng)數和流量(liàng)數據，可計(jì)算出儀表(biǎo)精(jīng)度δ值。按(àn)δ-x方程(chéng)及δ和(hé)x數據進行(háng)最小(xiǎo)二乘(chéng)法回歸，可(kě)确定α和d的(de)數(shù)值。一般(bān)來說(shuō)，對不可壓(yā)縮流(liú)體(tǐ)，α=1.15~2.20，d=0.016~0.11。
3.直管段(duàn)長(zhǎng)度和流量計精度的初步預(yù)測
    在(zài)工程設計(jì)中，根據(jù)流體性質、流(liú)量和雷諾(nuò)數确定α和d值。這(zhè)樣，按(àn)照式(shì)（5）就可(kě)以依(yī)不(bú)同的流(liú)量計精度(dù)要求，對直(zhí)管(guǎn)段長度(dù)進行初(chū)步預測，或确定直管段(duàn)長度後，對流量計的精度做初(chū)步預測(cè)。
當δ=0.2%時，不同流量(liàng)下所需(xū)直管段長度見(jiàn)表1。
表(biǎo)1 不同(tóng)流量(liàng)下所需直管段(duàn)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(tóng)流量下儀(yí)表精(jīng)度見表2。
表2 不(bú)同(tóng)流量下預(yù)測的(de)儀表精(jīng)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(liú)量計(jì)的(de)精度和(hé)直管段的(de)預測(cè)，爲不同精(jīng)度(dù)要(yào)求的渦輪流量計選擇(zé)适當長(zhǎng)度的直管(guǎn)段提(tí)供了(le)理論參考(kǎo)。
4.結語(yǔ)
（1）旋轉數sw與(yǔ)x成指數關系，即随着(zhe)下(xià)遊距離x的增(zēng)加，旋轉流(liú)強度以指數方(fāng)式衰減(jiǎn)。指數系(xì)數c和α值與(yǔ)介質(zhì)的性(xìng)質，雷諾數(shù)等參(cān)數有(yǒu)關。
（2）對(duì)于任一(yī)旋(xuán)轉流(liú)源，随着下遊距(jù)離的(de)增加(jiā)，在大(dà)流量區旋轉流(liú)強度衰減速度快，而在(zài)小流量(liàng)區，旋轉流強(qiáng)度(dù)衰減速(sù)度要慢(màn)一些，因此，對小流量(liàng)的流量計(jì)管(guǎn)道設計(jì)中需(xū)要加(jiā)長直管(guǎn)段(duàn)，以減少旋轉流(liú)對流(liú)量計精度(dù)的影響。
（3）不論旋轉流的方向如(rú)何， 流(liú)量計(jì) 越靠(kào)近旋(xuán)轉流源，流(liú)量計的精度δ越(yuè)差，流(liú)量計(jì)精度(dù)可(kě)以按(àn)式（5）進行初步預測。

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