摘(zhai)要:渦輪(lun)流量計(jì) 是一種(zhǒng)利用渦(wo)輪感受(shòu)流體平(ping)均流速(su)來導出(chu)流量的(de)流量🔞計(jì)🌈,常應用(yòng)于昂貴(guì)介質(油(you)品、天然(ran)氣等)的(de)總量測(ce)量。就😄如(ru)何實現(xiàn)流量計(jì)的高效(xiao)利用,節(jie)約使用(yong)單位的(de)使用成(chéng)本,實現(xiàn)儀器儀(yi)表利用(yong)效益的(de)最大㊙️化(hua)問題,介(jie)紹了渦(wō)輪流量(liang)計的選(xuǎn)型依據(ju),并以實(shi)例🌍計算(suan)分析了(le)渦輪流(liú)量計的(de)選型,爲(wèi)今後渦(wo)輪流量(liang)☁️:計的合(he)理選型(xíng)提供了(le)一定的(de)理論依(yi)據。
0引言(yán)
　　渦輪流(liu)量計是(shi)現今使(shi)用比較(jiào)廣泛的(de)流量計(jì)種類🔴之(zhi)。它具有(you)測📱量精(jīng)度高、安(an)裝方便(bian)、使用性(xìng)能的穩(wěn)定性高(gao)等優點(diǎn),廣泛應(yīng)用于石(shí)化、冶金(jin)、城市燃(ran)氣等行(hang)業，以及(ji)燃氣調(diao)🚶‍♀️壓站等(deng)📐場所。渦(wō)輪流量(liang)計一般(ban)由流量(liang)變送器(qì)♉、前置放(fàng)大器和(hé)顯示計(jì)算儀組(zǔ)♊成。它具(ju)體😍的工(gong)作原理(lǐ)是:當被(bèi)測流體(ti)介質通(tōng)過管内(nei)的渦輪(lún)👣葉片時(shí),渦輪因(yin)爲感受(shòu)到流體(ti)的沖擊(jī)而做旋(xuan)轉運動(dong),在流量(liàng)計量程(cheng)的範圍(wéi)♌内渦輪(lún)的轉速(sù)和流量(liàng)成正比(bi)。渦輪流(liu)量計的(de)轉數是(shì)通過磁(cí)電轉換(huàn)器轉換(huan)成電脈(mo)沖信号(hào),再被前(qián)㊙️置放大(da)器放大(da)，山顯示(shì)計算儀(yí)顯示流(liú)量的大(da)小。這樣(yang)✨根據單(dān)位時間(jian)的脈沖(chòng)數和累(lei)計的脈(mò)沖數就(jiù)可以反(fǎn)映出單(dan)位時間(jiān)的瞬時(shí)☁️流量❗和(hé)累計流(liú)量。
　　通過(guò)流量計(ji)的流體(tǐ)體積示(shi)值是以(yi)渦輪葉(ye)輪轉數(shu)爲基準(zhǔn)的,即通(tōng)過測量(liang)葉輪的(de)轉速來(lai)反映通(tōng)過管道(dào)的體積(ji)👨‍❤️‍👨流量大(da)小🔞。渦輪(lún)流量計(ji)結構如(rú)圖1-所示(shi)。

　　整(zhěng)流器通(tōng)常也叫(jiao)導流器(qi)，主要作(zuo)用是消(xiāo)除和誠(chéng)少流💯體(tǐ)流動中(zhong)的漩渦(wō)流、偏心(xīn)流等各(gè)種不是(shì)中心軸(zhou)對稱的(de)流體。
軸(zhou)承用來(lai)固定轉(zhuan)子使其(qi)很好地(di)安裝在(zài)管道的(de)中心線(xiàn)❗處❄️。
　　葉輪(lún)是轉子(zǐ)式渦輪(lun)流量計(ji)的主要(yao)組成部(bù)分,一般(bān)主🔴要由(you)螺旋形(xíng)的葉片(piàn)組成。一(yi)般葉片(piàn)的直徑(jing)剛好充(chōng)滿管道(dào),葉片💁的(de)軸向長(zhang)度近似(sì)爲葉片(piàn)的高度(dù)。
　　一般所(suǒ)說的儀(yí)表管段(duàn)是指流(liú)量計的(de)管段部(bù)分，裏面(miàn)包♋含🔞了(le)整流器(qì)、軸承、轉(zhuan)子傳感(gan)器等部(bù)分,有時(shi)候🌍也包(bao)👄括上遊(yóu)和下遊(yóu)的直管(guan)部分。
　　傳(chuán)感器的(de)主要作(zuò)用是把(bǎ)轉子轉(zhuǎn)動的信(xin)号轉換(huan)爲電✉️信(xin)号🧡。通🔴常(cháng)将渦輪(lún)流量計(ji)中感知(zhī)流體流(liú)速的渦(wo)輪及其(qi)組合(包(bao)括前後(hou)導流架(jia)、軸承、殼(ké)體及前(qian)置放大(dà)器)統稱(chēng)爲渦輪(lun)流量傳(chuan)感器🌈。
前(qián)置放大(da)器是爲(wèi)了傳送(song)傳感器(qi)的電信(xin)号而對(duì)其放大(dà)，整型從(cóng)💜而得到(dào)輸出型(xíng)号,再将(jiāng)信号處(chù)理轉換(huàn)爲二次(ci)儀📐表顯(xian)示的信(xìn)号。
顯示(shì)器爲渦(wō)輪流量(liang)計接受(shou)輸出輸(shu)出信号(hao)的裝置(zhì)。在流量(liang)計運行(hang)的過程(chéng)中，瞬時(shi)流量、累(lèi)計流量(liàng)、儀表系(xi)數都可(kě)🐕以在顯(xian)示器上(shàng)顯示出(chu)來。
　　每個(ge)規格的(de)流量計(jì),均有其(qí)流量範(fàn)圍。也即(ji)說,當介(jie)質流量(liàng)低于下(xia)限流量(liàng)時，介質(zhi)流速太(tài)低,以緻(zhì)無法檢(jian)測流速(sù)，或無法(fǎ)保證精(jing)💰度;而當(dāng)流量高(gāo)于流量(liang)上🏒限時(shí)，産生壓(ya)力損失(shī)過大，會(huì)産生丢(diū)脈沖、漏(lou)計等現(xian)象,即使(shi)不漏計(jì),流量💯計(ji)也無法(fa)保證精(jīng)度。
　　由于(yu)流量計(jì)的使用(yòng)環境條(tiao)件一般(ban)較爲惡(e)劣,有振(zhèn)動、脈動(dong)等幹擾(rao)存在,因(yīn)此,若流(liu)量計經(jing)常處于(yu)下限流(liu)量工作(zuò)時,就很(hěn)難☂️保證(zheng)計量精(jing)度叫。一(yi)般應使(shi)流量計(ji)的工作(zuò)流量範(fan)圍處于(yu)最大工(gōng)況流量(liang)的20%-90%。當使(shǐ)用環境(jing)很理想(xiang)時，流量(liàng)計可工(gōng)作于最(zui)小流量(liang)和最大(da)海量之(zhī)間，但這(zhè)僅考慮(lǜ)到流量(liàng)計的流(liú)量範圍(wéi)。若💛在低(dī)壓介質(zhì)使用,還(hai)應考慮(lǜ)壓力損(sǔn)失的影(yǐng)響。壓力(lì)損失大(da)是流量(liàng)計選型(xing)必🚶‍♀️須考(kao)慮的--個(ge)重要因(yīn)素,在有(you)壓力損(sǔn)失要求(qiú)時,應考(kao)慮此因(yin)素。
1渦輪(lún)流量計(ji)的選型(xíng)數學依(yī)據
　　用戶(hu)在實際(jì)的流量(liàng)計選擇(zé)應用中(zhōng),要盡量(liang)選擇合(hé)适的流(liu)量😄計，既(jì)要避免(miǎn)資源浪(lang)費造成(cheng)的過度(du)花費，又(yòu)要避免(miǎn)👅選擇不(bu)合适的(de)流量計(jì)影響測(cè)量的精(jīng)度❗,造成(chéng)用戶雙(shuāng)方的貿(mào)易糾紛(fen)。用戶在(zai)選擇流(liú)量計之(zhi)前應首(shou)先❓估計(ji)管線輸(shū)送介質(zhi)的量和(hé)介質可(ke)能達❗到(dao)的溫度(du)和壓力(lì)範圍，估(gu)算出輸(shū)送介質(zhi)的最高(gao)和最低(dī)的工況(kuang)流量,正(zheng)确選擇(zé)規格合(hé)适的流(liú)量計。選(xuǎn)擇渦輪(lun)流量計(jì)的總體(ti)原則是(shì):盡量使(shi)流量計(jì)在最大(da)流量的(de)20%-90%的範圍(wei)内‼️運行(hang)，這樣流(liu)量計的(de)最佳計(jì)量性能(neng)及測量(liàng)精度也(ye)是最高(gāo)的。渦輪(lun)流量計(jì)選型流(liu)程如圖(tu)二所示(shì)。

2選(xuan)型的數(shù)學計算(suàn)依據
已(yi)知介質(zhì)的最低(dī)壓力、最(zui)高溫度(du)和所需(xu)的最大(dà)标準狀(zhuang)況下的(de)🐕流量,計(ji)算最大(da)工況下(xia)的流量(liang):

已知介(jiè)質的最(zui)高壓力(lì)、最低溫(wēn)度和所(suǒ)需要最(zuì)小标準(zhǔn)狀況下(xià)的流量(liang),計算最(zuì)小工況(kuang)流量:
　　式(shi)(1)、(2)中,Qgmx、Qgnn爲最(zui)大和最(zuì)小的工(gōng)況體積(jī)流量(m/h),爲(wèi)流量計(jì)在工作(zuo)狀态下(xià)的壓縮(suō)Zn系數與(yǔ)标準狀(zhuang)态下🛀的(de)壓縮系(xì)數之比(bi),Pgmx、Pgxi爲介質(zhì)的最高(gao)和最低(di)的壓力(lì)值(kPa)，Pa爲當(dang)地❄️的大(da)氣壓力(lì)值(kPa),tmx、thin爲介(jiè)質的最(zuì)高溫和(hé)最低溫(wēn)，Qnmx.Qnan爲最大(da)和最🐪小(xiao)标準狀(zhuang)況體積(jī)流量(kPa)。Zn
　　如(rú)果測量(liàng)的介質(zhì)是天然(rán)氣的比(bi)值,可以(yi)參考表(biao)--數值。其(qi)中,天然(rán)氣的密(mì)度K=0.63Kg/m',二氧(yang)化碳的(de)摩爾分(fèn)數Xc=0.00%，氮氣(qì)的摩爾(er)分數Xn=0.00%。

3選(xuan)型的實(shí)例分析(xi)
　　已知一(yi)用戶在(zai)輸氣時(shi)實際的(de)工作壓(ya)力範圍(wei)是0.5-1.5MPa,介質(zhì)的溫度(du)爲10--50度,供(gòng)氣時最(zuì)小.的流(liu)量爲2500m3/h;經(jīng)過分析(xi)知道,天(tian)然氣的(de)實際密(mì)度爲ρ=0.55Kg/m3,供(gòng)氣最大(da)流量爲(wei)6000m3/h,氮氣的(de)摩爾分(fèn)數爲Mn=1.5%,二(èr)氧化碳(tan)的摩爾(er)👌分數爲(wei)Mc=0.6%;經測得(dé)知道,當(dāng)地的大(dà)氣壓值(zhi)爲101.3kPa,試确(que)定所選(xuǎn)用流量(liàng)計的口(kou)徑✏️和流(liu)量範圍(wéi)🤩。
　　由剛才(cai)的流量(liang)計流量(liàng)範圍計(ji)算模型(xíng)公式知(zhī)道，當介(jie)質壓🔞力(lì)爲0.5MPa、溫度(du)爲50度時(shi)天然氣(qì)壓縮因(yīn)子影響(xiang)最小，此(cǐ)🤩時供氣(qì)量最小(xiao)，具有最(zuì)大的工(gong)況體積(jī)流量;而(er)當介質(zhi)壓力爲(wei)1.5MPa、溫度爲(wei)15度時,壓(ya)縮因子(zi)影響最(zuì)大,此😄時(shi)的供氣(qì)量最大(dà),具有最(zui).小工況(kuàng)體積流(liú)量。

　　在工(gōng)作狀态(tài)下它的(de)流量範(fan)圍爲147.6--1107.78m3/h，所(suǒ)以選擇(zé)流量範(fan)圍⚽爲100--1500m3/h的(de)渦輪流(liu)量計。
4結(jie)束語
　　渦(wō)輪流量(liang)計選型(xing)模型和(hé)計算實(shí)例爲今(jin)後渦輪(lún)流量計(ji)在🧡實際(jì)❗中的應(yīng)用和選(xuan)型提供(gòng)了一定(dìng)的理論(lun)借鑒依(yi)據。

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