摘要：在一(yi)個體積管(guǎn)标準裝置(zhi)上對一種(zhong)新型渦輪(lún)流量計 的(de)計量性能(néng)進行了試(shì)驗研究。和(he)傳統渦輪(lún)流量計不(bú)同,該新型(xing)渦輪流量(liàng)計的葉輪(lun)采用3葉片(piàn)長螺旋形(xíng)結構,且沒(mei)有軸,軸承(chéng)直接套在(zai)葉輪罩上(shang)。試驗結果(guo)表明,通過(guo)葉輪結構(gòu).上的改進(jin).流量計的(de)抗流動幹(gàn)擾能力明(míng)顯增強,不(bu)過由于該(gāi)流量計的(de)葉輪較⭐大(dà)，小流量時(shí)流量計儀(yí)表系數受(shou)到流體黏(nian)性阻力🤞和(hé)軸承摩擦(ca)阻力影響(xiǎng)要比大流(liú)量時的影(yǐng)響大因👄此(cǐ).在量程範(fàn)圍内👈依據(jù)檢定規程(chéng)計算得到(dao)流量計的(de)最大示值(zhí)誤差爲👄0.2069,但(dan)重複性非(fēi)常好,爲🐉0.077%。利(li)用分段⭕插(cha)值方法對(duì)流量計的(de)儀表系🔞數(shù)進行修正(zheng)後重新進(jin)行試驗.試(shi)驗結果表(biǎo)明🏃‍♀️該修正(zheng)方法取得(de)較好的效(xiao)果,流量計(jì)的相對示(shì)值誤差在(zai)+0.3%内。
0引言.
　　渦(wō)輪流量計(jì) 屬于速度(du)式流量計(jì),具有測量(liàng)準确度高(gāo)、複現性和(he)穩定📞性均(jun)好等優點(diǎn),而廣泛應(yīng)用于石油(yóu)、化工、電力(lì)等領域,并(bìng)❄️被應用于(yú)貿易📱計量(liang)”。但是渦輪(lun)流量計的(de)計量特💚性(xìng)易受💁到來(lai)流的速度(dù)分布和旋(xuán)轉流的影(yǐng)響(3-61,限制了(le)其在安裝(zhuang)空間受限(xiàn)的場合使(shǐ)用。
　　筆者在(zài)傳統渦輪(lun)流量計的(de)基礎上,通(tōng)過對葉輪(lún)的改進設(shè)計，采用3葉(yè)片長的螺(luo)旋形葉輪(lun)結構,使流(liú)量計的抗(kang)流動幹擾(rao)能力得到(dào)了極大的(de)改善。本文(wen)對該新型(xing)渦輪流量(liàng)計的計量(liang)性能在一(yī)一個用于(yu)檢🚩定容積(jī)式流量計(ji)的體積管(guan)标準裝置(zhì)上進行了(le)試🏃🏻‍♂️驗研究(jiū),并對試驗(yàn)結果進行(háng)了分析。
1新(xīn)型渦輪流(liú)量計結構(gou)
　　渦輪流量(liang)計内的葉(yè)輪是流量(liàng)信号檢測(ce)部件,其作(zuò)用是把流(liú)體動能轉(zhuǎn)換成機械(xiè)能，通過葉(yè)輪旋轉，在(zài)葉片.上取(qu)出與✍️流量(liàng)🈲成正🈲比的(de)頻率信号(hào)。與傳統渦(wō)輪流量計(jì)不同🤩,該新(xīn)型🙇🏻渦輪流(liú)量計的葉(yè)輪采用的(de)是3葉片長(zhang)螺旋型結(jié)構,葉輪外(wài)🌈加一一個(ge)葉輪罩;葉(yè)輪罩加工(gong)成爲兩端(duan)對稱😍的台(tai)階形式,其(qí)中間部分(fen)和流量計(ji)内殼之間(jian)的間隙非(fēi)常小，隻有(you)0.1~0.2mm;葉輪輪毂(gū)兩端采用(yong)⛷️半橢球形(xíng)結構,以緩(huan)和流量計(ji)進、出口速(sù)❤️度分布的(de)急劇變化(huà)🐇，提高葉輪(lun)旋轉穩定(dìng)性以及降(jiang)低壓力損(sun)失。另外,該(gai)流量計沒(mei)有轉軸,軸(zhou)承直接套(tao)在葉輪罩(zhào)上,軸承♊的(de)定位通過(guo)前、後導流(liú)架和葉輪(lún)罩上的台(tái)階來實現(xiàn)。這種結構(gòu)設計的優(yōu)點是簡單(dān)、便于安裝(zhuāng)維護,在加(jiā)工工藝上(shang)易于實現(xian)既定的公(gong)差要求，從(cong)而确保葉(yè)輪在殼體(tǐ)内平穩轉(zhuan)動。由于葉(yè)🔞輪結構的(de)改進.新型(xing)渦輪流量(liang)計的計量(liang)特性上也(ye)表現出了(le)與傳統渦(wo)輪流量計(jì)🔴的不同😍之(zhi)處。一是由(you)于該流量(liàng)計的葉輪(lún)尺寸較大(dà),葉輪需要(yao)較大流量(liàng)推動才開(kai)始轉動，故(gu)始動流量(liang)較大;而且(qie)小流量時(shí),作用在葉(ye)輪上的流(liú)體粘性阻(zu)力矩和軸(zhou)承摩擦力(li)👨‍❤️‍👨矩對流量(liang)計葉輪的(de)旋轉速度(dù)的影響要(yào)比大流量(liang)時嚴重得(dé)多,因此,流(liú)🏃🏻量計的儀(yí)表系數在(zài)整個量程(chéng)🌐範圍内的(de)線🙇🏻性度不(bu)好,需要對(duì)儀表系數(shu)進行修正(zhèng)😘。二♊是葉輪(lun)具有很強(qiang)的“整💋流”作(zuò)用因,主要(yao)是由于螺(luó)⛷️旋形葉輪(lún)結構能産(chǎn)生很強的(de)漩渦作用(yòng).加速和增(zeng)🔴大了葉輪(lun)結構内的(de)紊流混合(hé)作用,實現(xiàn)了能在較(jiào)短距離内(nei)将含有不(bu)同流動幹(gan)擾量的流(liú)速整流成(cheng)爲相同的(de)流速分布(bu)。三是流量(liàng)計的流通(tong)能力降低(di)，因此,壓力(lì)損失也要(yào)比傳統渦(wo)輪流量計(ji)的壓力損(sun)失大。新型(xing)渦輪流👉量(liàng)計結構示(shì)意圖如圖(tú)1所示

2試驗(yàn)裝置
　　液體(tǐ)标準流量(liàng)裝置爲LJG41型(xing)球式雙向(xiang)體積管檢(jiǎn)定裝置。該(gai)标準體積(jī)管的流量(liàng)範圍爲1~50m3/h,重(zhòng)複性優于(yu)0.2%,準确度爲(wèi)0.035%,标準🈲體積(jī)💛爲99.1344L。需要說(shuō)明的是該(gai)檢定裝置(zhì)主要是用(yòng)于容積式(shi)流量計的(de)檢定☁️,因此(cǐ),在安裝被(bèi)檢流量計(jì)管段上遊(you)并沒有足(zu)夠長的直(zhi)管段,其上(shàng)遊直接.連(lián)接一個球(qiu)閥，緊接着(zhe)連接一個(gè)T型管路。主(zhǔ)要是想利(lì)用這樣的(de)流量檢定(ding)裝置來檢(jian)驗該新型(xíng)渦輪🤩流量(liang)計是否具(ju)有容積式(shi)流量計的(de)計量特點(dian)，即其上、:下(xia)遊無需直(zhí)管段。
　　該試(shi)驗裝置檢(jian)定流量計(jì)的流程如(ru)圖2所示。進(jin)行流‼️量計(jì)檢定時,根(gen)據JJG1037--2008《渦輪流(liu)量計檢定(dìng)規程》9)的要(yào)求，在流量(liàng)計的🥵上遊(you)安裝壓力(li)傳感器,在(zai)流量計的(de)下遊安裝(zhuāng)溫度傳感(gan)器。渦輪變(biàn)送器與計(jì)算機采用(yòng)屏蔽電纜(lan)連接。爲了(le)便于調節(jie)流量,同時(shi)把變送器(qi)與流量積(ji)算儀連接(jie),根據積算(suan)儀的瞬時(shi)流量顯示(shì)，調節每個(ge)檢定點流(liu)量的大小(xiǎo)，保證每個(ge)檢定點的(de)流量符合(hé)檢定規程(cheng)的要求。
3試(shi)驗結果及(jí)分析
3.1基本(běn)性能試驗(yàn)研究
　　該新(xīn)型渦輪流(liú)量計的設(shè)計技術指(zhi)标如下:公(gong)稱直徑爲(wèi)🐆50mm,流量範圍(wei)爲6~30m'/h,計量準(zhǔn)确度爲0.3級(ji),重複性優(you)于0.1%試驗介(jiè)質爲0号柴(chái)油,其⛹🏻‍♀️運動(dòng)粘度爲3.6×10-6m2/s(20℃),環(huan)境溫度爲(wèi)9℃,相對濕度(dù)爲‼️65%。依據渦(wo)輪流量計(ji)檢定規程(chéng)中的要求(qiu)選擇了6個(ge)流量🌈點進(jìn)行試驗,每(mei)個流量點(diǎn)的試👣驗次(ci)數爲6次。試(shì)驗時同時(shí)記錄每個(gè)流量點的(de)檢定條件(jian)。例如,對試(shì)驗流量爲(wei)21m3/h時記錄的(de)試驗條件(jiàn)如下:體積(ji)管液溫平(píng)均值爲10.2℃,體(ti)積管表壓(yā)👣平均值爲(wei)0.26MPa,流量計處(chu)液溫平均(jun1)值爲10.0℃,流量(liàng)計處🈲表壓(yā)平均值爲(wei)0.2MPa。
　　結合試驗(yan)數據,流量(liang)計的儀表(biao)系數、示值(zhí)誤差.和重(zhong)複性🚶的計(ji)算過程如(rú)下.
1)檢定條(tiáo)件下體積(jī)管的實際(ji)體積的計(ji)算:

　　式中:Vij爲(wei)第i檢定點(dian)第j次檢定(ding)時标準體(tǐ)積管處的(de)實際體積(jī);Va爲标準體(ti)積管的标(biāo)準體積;D爲(wèi)标準體積(ji)管❓的内徑(jìng);e爲标準體(ti)積🏃🏻管的厚(hòu)度;E爲标準(zhun)體積管材(cái)料🐉的彈性(xìng)模量;(pa)ij爲第(di)i檢定點第(di)j次檢定時(shi)👅标準體積(ji)管處液體(ti)壓力;β。爲标(biāo)準體積管(guǎn)的體膨脹(zhàng)系數,(?s)ij爲第(di)i檢😄定點第(dì)j次檢定時(shí)标準體積(jī)管處液體(ti)溫度。
2)每個(gè)檢定點每(měi)次檢定時(shí)儀表系數(shu)的計算:

　　式(shi)中:Kij爲第i檢(jiǎn)定點第j次(cì)檢定時所(suǒ)得的儀表(biao)系數;N;爲💁第(di)i檢定🔴點第(dì)j次檢定時(shí)流量計顯(xiǎn)示儀表測(cè)得的脈沖(chòng)數;(?m)ij爲第i檢(jiǎn)定點第💃j次(cì)檢定時流(liu)量計處的(de)液體溫度(dù);(pm)ij爲第🧡i檢定(dìng)點🔅第j次檢(jian)定時流量(liang)計處的液(ye)體表壓力(li);β爲檢定用(yòng)液體在檢(jiǎn)定狀态下(xia)的體膨🍓脹(zhang)系數;κ爲檢(jian)定用液體(tǐ)🤩在檢定狀(zhuàng)态下的壓(ya)縮系數。
3)每(měi)個檢定點(diǎn)儀表系數(shu)的計算:

　　表(biǎo)1爲6個流量(liang)檢定點的(de)試驗數據(jù)依據式(1)至(zhì)式(4)最後計(ji)算得到的(de)💞每個檢定(ding)點的儀表(biǎo)系數和重(zhòng)複性。然🧑🏾‍🤝‍🧑🏼後(hou)分别依據(ju)式(6)計算得(de)到該流量(liàng)計的最大(dà)示值誤差(chà)爲0.2069。試驗結(jie)果🌂說明該(gāi)😄新型渦輪(lún)流量計的(de)線性度非(fei)常不好,但(dàn)流量計🌈的(de)重複性非(fei)常好,爲0.077%,故(gù)可對該♊流(liu)量計的儀(yí)表系數進(jin)行非線性(xing)修正,以擴(kuo)大其量程(chéng)範圍0。另外(wai),較好的測(cè)量重複性(xing)說明了該(gāi)新型渦淪(lún)流量計✉️具(ju)有較好的(de)抗流動幹(gan)擾能力,與(yǔ)文獻[7]中的(de)研究結論(lun)是相一🏃🏻緻(zhi)的。

3.2儀表系(xi)數修正
　　現(xian)有速度式(shì)流量計的(de)儀表系數(shù)非線性修(xiū)正常用🚶的(de)方法有🎯線(xiàn)性插值法(fǎ)、三次樣條(tiao)插值法和(hé)最小二乘(cheng)法🍓:1-12]。考慮到(dao)新型渦輪(lún)流量計流(liú)量Q與儀表(biao)系數K的♉關(guān)系曲線爲(wèi)單調遞增(zeng)♊關系，較适(shì)合采用線(xiàn)性插值方(fang)法進行修(xiū)正。以流量(liang)計檢定點(diǎn)作爲插值(zhí)函數的☎️節(jiē)點，即各檢(jiǎn)定流量點(dian)Qi(i=0,1,.5)對應的儀(yí)表系數爲(wèi)Ki(i=0,1,.5),采取分段(duàn)插值對其(qi)他流量點(dian)的儀表系(xì)數進行修(xiu)正，具體的(de)計算表式(shì)爲:

　　爲了考(kao)察流量計(jì)儀表系數(shù)修正效果(guǒ),将6個檢定(dìng)點的儀表(biao)系數現場(chǎng)寫人流量(liàng)積算儀，然(ran)後,在體積(ji)管标準裝(zhuāng)置🎯上選擇(ze)10個非檢定(ding)流量點進(jin)行試驗,所(suǒ)得到的試(shi)驗結果✨如(ru)表2所示。Q表(biǎo)是流量積(jī)算儀的顯(xiǎn)示值,Q标是(shi)标準裝置(zhi)的示值,8。是(shì)兩🔅者的相(xiang)對誤差,具(jù)體🎯的計算(suàn)公式爲:

　　結(jie)果表明,通(tong)過儀表系(xi)數非線性(xìng)修正，流量(liàng)計.的相🐇對(dui)示值誤🍓差(chà)🌍在+0.3%之内,故(gu)實現了既(jì)定的設計(jì)要求。
4結論(lùn)
　　在體積管(guan)标準裝置(zhì)上對一新(xin)型渦輪流(liú)量計的計(jì)量性能進(jin)行🔆了試驗(yàn)研究。試驗(yan)結果表明(míng)，由于該新(xin)型渦輪流(liú)📱量計的葉(yè)🏃輪采🌈用了(le)3葉片長螺(luó)旋形結構(gòu)💯,使流量計(jì)在抵抗來(lái)流速度畸(jī)變對計🥵量(liàng)特性的影(ying)響方面得(dé)到了明顯(xian)的改善,不(bu)過也導緻(zhi)了流量計(ji)的線性度(dù)非常差,但(dan)流量計的(de)重複性非(fēi)常好。試驗(yan)📱結果同時(shí)也表🙇🏻明,通(tōng)過采用非(fēi)線性修正(zhèng)後在全量(liang)程範圍内(nei)該新型渦(wo)淪流量計(jì)的計量準(zhun)确度等級(ji)可達0.3級,從(cong)而爲安裝(zhuang)📧空間受限(xiàn)場合,例如(rú)🐇機動油料(liào)裝備上,提(ti)👌供了高精(jīng)度的流量(liang)計量裝置(zhi)。

以上内容(rong)源于網絡(luò)，如有侵權(quán)聯系即删(shān)除!