渦輪流量計 是(shi) 速度式流量計(ji) 中的主要種類(lèi)，當被測流體流(liú)過渦輪流量計(ji)傳感器時，在流(liú)體的作用下，葉(ye)輪受力旋轉，其(qi)轉速與管道平(píng)均流速成正比(bǐ)，同時，葉片周期(qī)性地切割電磁(cí)鐵産生的磁力(li)線，改變線圈的(de)磁通量，根據電(diàn)磁感應原理，在(zài)線圈内将感應(yīng)出脈動的電勢(shi)信号，即電♉脈沖(chòng)信号，此電脈動(dòng)信号✍️的頻率與(yǔ)被測流體的流(liú)🈲量成正比。影響(xiǎng)‼️渦輪流量計精(jing)度的主要外部(bu)因素是流體的(de)流動狀态，渦輪(lún)流量計特性曲(qu)線要保持良好(hao)的線性關系，流(liu)過流量計的流(liu)體🌈應爲充分發(fa)♋展的流型。
1.旋轉(zhuan)系數與下遊直(zhi)管段長度之間(jiān)的關系
旋轉流(liu)的旋轉強度用(yòng)旋轉系數來表(biǎo)示，旋轉系數定(ding)義爲角動量通(tong)量與軸向動量(liàng)通量的比值：

式(shi)中：ω -- 周向速度；
u -- 軸(zhóu)向速度；
R -- 管道半(bàn)徑；
A -- 流體流過的(de)橫截面積；
ρ -- 密度(dù)。
對于圓管内的(de)旋轉流，在r=0.95R處的(de)旋轉角度最大(dà)，即：

采用多項叠(die)代的方法，可編(biān)程計算出在某(mǒu)個值時（X 爲圓管(guan)直徑D的倍數）滿(man)足一定精度的(de)Sw值：

    常數b和c與流(liú)體性質、雷諾數(shù)和流量有關，需(xu)要通過⛹🏻‍♀️實驗确(què)定。對于不可壓(yā)縮流體，b=0.030~0.085，c=0.10~0.50。一般來(lai)說，流量越大，旋(xuan)轉流的衰減越(yue)大，由式（3）可以看(kan)出，旋轉流發生(sheng)後的直管段越(yue)長，旋轉流的強(qiáng)度越弱，對渦輪(lun)流量計精度的(de)影響越小。
2.實驗(yan)設計與結果分(fèn)析
    爲了在實驗(yàn)過程中能得到(dào)理想的旋轉流(liú)體，實驗中采用(yong)🔅了🧑🏾‍🤝‍🧑🏼模拟多種強(qiáng)度旋轉流的發(fa)生器，旋轉流發(fa)生器安裝在流(liú)量計上遊來流(liu)的起始點處。
    實(shí)驗采用稱量法(fǎ)，記錄電子稱上(shàng)的質量脈沖數(shù)N，N乘以質量脈沖(chong)常數（0.08333），即得到質(zhì)量值（kg），同時記錄(lù)時間和渦輪變(bian)送器的脈沖數(shu)，在每個流量點(diǎn)重複做三次，記(jì)錄三組數據，共(gong)選擇💚5個流量🔴點(diǎn)來覆蓋渦輪流(liú)量計的測量量(liang)程。流量Q=0.08333N/t，儀表系(xi)數爲：

儀表系數(shù)K與旋轉數Sw成線(xiàn)性關系，儀表精(jing)度爲：

其中α、d均爲(wèi)待定系數。
    根據(ju)實驗所得多組(zu)脈沖數和流量(liang)數據，可計算出(chū)儀表精度δ值。按(àn)δ-X方程及δ和X數據(ju)進行最小二乘(chéng)法回歸，可确定(ding)👅α和d的數值。一般(bān)來說，對不可壓(ya)縮流體，α=1.15~2.20，d=0.016~0.11。
3.直管段(duàn)長度和流量計(jì)精度的初步預(yù)測
    在工程設計(ji)中，根據流體性(xìng)質、流量和雷諾(nuo)數确定α和d值。這(zhe)樣，按照式（5）就可(kě)以依不同的流(liú)量計精度要求(qiú)，對直管段長度(du)進行初步預測(cè)，或确定直管段(duan)長度後，對流量(liang)計的精度做初(chu)步預測。
當δ=0.2%時，不(bu)同流量下所需(xu)直管段長度見(jiàn)表1。
表1 不同流量(liang)下所需直管段(duan)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)流量下儀表精(jīng)度見表2。
表2 不同(tóng)流量下預測的(de)儀表精度

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)量計的精度和(he)直管段的預測(cè)，爲不同精度要(yào)✔️求的♊渦輪流量(liàng)計選擇适當長(zhǎng)度的直管段提(ti)供了理論💃🏻參考(kǎo)✨。
4.結語
（1）旋轉數Sw與(yu)X成指數關系，即(ji)随着下遊距離(lí)X的增加，旋⭐轉流(liú)🏒強度以指數方(fāng)式衰減。指數系(xì)數c和α值與介質(zhi)的性🛀🏻質，雷諾數(shu)等參數有🐇關。
（2）對(duì)于任一旋轉流(liú)源，随着下遊距(jù)離的增加，在大(dà)流量💃🏻區旋轉流(liu)強度衰減速度(du)快，而在小流量(liàng)區，旋轉✨流強度(dù)衰減速度要慢(màn)一些，因此，對小(xiao)流量的流量計(ji)管道設計中需(xu)要加長直管段(duàn)，以減少旋轉流(liú)對流量計精度(dù)的影響。
（3）不論旋(xuan)轉流的方向如(ru)何， 流量計 越靠(kao)近旋轉流源，流(liú)量計的精度δ越(yue)差，流量計精度(dù)可以按式（5）進行(háng)初步預測。

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