摘要：在一(yī)個體積管标(biao)準裝置上對(duì)一種新型渦(wo)輪流量計 的(de)計量性能進(jin)行了試驗研(yán)究。和傳統渦(wo)輪流量計不(bu)同📧,該☔新🌈型🧑🏽‍🤝‍🧑🏻渦(wo)輪流量計的(de)葉輪采用3葉(yè)片長螺旋形(xing)結構,且❓沒有(you)軸,軸承直接(jie)套在葉輪罩(zhao)上。試驗結💛果(guo)表明,通過葉(ye)輪結構⭐.上的(de)改進.流量計(jì)的抗流動幹(gan)擾能力明顯(xiǎn)增強,不過由(yóu)于該流量計(ji)🏒的葉輪較大(da)，小流量時流(liu)量計儀表系(xi)數受到流✉️體(ti)黏性阻力和(hé)軸承摩擦阻(zǔ)力影響要比(bi)大流量時的(de)影響👄大因🌈此(cǐ).在量程範圍(wei)内依據檢定(ding)規程計算得(dé)到流量計的(de)最大示值誤(wù)差爲0.2069,但重複(fú)性非常好,爲(wei)0.077%。利用分段插(chā)值方法對流(liu)量計的儀表(biǎo)系數進行修(xiū)正後📱重新進(jìn)行試驗.試驗(yan)結果表明該(gāi)修正方法取(qu)得較好的效(xiao)果,流量計的(de)相對示值♋誤(wu)差在+0.3%内。
0引言(yán).
　　渦輪流量計(jì) 屬于速度式(shi)流量計,具有(you)測量準确度(dù)高、複現性和(he)穩定性均㊙️好(hao)🐪等優點,而廣(guǎng)泛應用于石(shi)油、化工、電力(lì)等領域,并被(bèi)應用于貿易(yi)㊙️計量”。但是渦(wo)輪流量計的(de)計量特🐇性易(yì)受到來流⭐的(de)速度分布和(hé)旋轉流的影(yǐng)🏃‍♀️響(3-61,限制了🌈其(qi)在安裝空間(jian)受限的場合(hé)使用。
　　筆者在(zai)傳統渦輪流(liú)量計的基礎(chǔ)上,通過對葉(yè)輪的改進設(shè)計✉️，采用3葉片(pian)長的螺旋形(xing)葉輪結構,使(shi)流量計的抗(kang)流動幹擾能(néng)力得到了極(jí)大的改善。本(ben)文對該新型(xíng)渦輪流量計(ji)的計量性能(néng)在一一個用(yòng)于檢定容積(ji)式流量計的(de)體積管标準(zhǔn)裝置上進行(háng)了試♌驗研究(jiū),并對試驗結(jie)果進行了分(fèn)析。
1新型渦輪(lun)流量計結構(gou)
　　渦輪流量計(ji)内的葉輪是(shi)流量信号檢(jiǎn)測部件,其作(zuo)用是把流體(tǐ)動能轉換成(chéng)機械能，通過(guo)葉輪旋轉，在(zai)😍葉片.上取出(chū)與⭐流量成正(zhèng)比的頻率信(xìn)号。與傳統渦(wo)輪流量計不(bú)同,該新型🔴渦(wō)輪流量計的(de)葉輪采用的(de)是3葉片長螺(luó)旋型結構,葉(yè)輪外加一一(yi)個葉輪罩;葉(yè)☂️輪罩加工成(cheng)爲兩端對稱(cheng)的台階形式(shì)♈,其中間部分(fen)和流量計内(nei)殼之間的間(jian)隙非常小，隻(zhī)有0.1~0.2mm;葉輪📱輪毂(gū)兩端采用半(ban)橢球形結構(gou)🤩,以緩和流量(liàng)計進、出口速(su)💯度✍️分布的急(jí)劇變化，提高(gao)葉輪旋轉穩(wěn)定性以及降(jiang)低壓力損☀️失(shī)。另外,該流量(liàng)計沒有轉軸(zhou),軸承直📧接套(tào)🔅在葉輪罩上(shang),軸承的定位(wèi)通過前、後導(dao)流架和葉輪(lún)🐪罩上的台階(jie)來實現。這種(zhǒng)結構設計的(de)優點是簡單(dān)、便于安裝維(wei)護,在加工工(gong)藝上易⛷️于實(shí)現既定的公(gōng)差要求，從而(ér)确保葉輪在(zai)殼體内平穩(wen)轉動。由于葉(ye)輪結構的改(gai)進.新型渦輪(lun)流量計的計(ji)量特性上也(ye)表現出了與(yǔ)傳統渦✏️輪流(liú)量計⛱️的不同(tóng)之處。一是由(yóu)于該流量計(jì)的葉輪尺寸(cùn)較大,葉輪需(xū)要較大流量(liàng)推動才開始(shi)轉動，故始動(dòng)流量🍓較大;而(ér)且小流量時(shi)🎯,作用在葉輪(lún)上的流體粘(zhān)性阻力矩和(he)軸承摩擦力(lì)矩對流量計(ji)葉輪的旋轉(zhuan)速👈度的影響(xiang)要比大流量(liang)時嚴重得多(duo),因此,流量計(ji)的儀表系🏒數(shù)在整個量程(chéng)❗範圍内的線(xiàn)性度不好,需(xu)要對🆚儀表系(xì)數進行修正(zheng)。二是葉輪具(ju)有很強的“整(zhěng)流”作用因,主(zhu)要是由于螺(luó)旋形葉輪結(jie)構能産生很(hěn)強的漩渦作(zuo)用.加速和增(zeng)😘大了葉輪結(jié)構内的紊流(liú)混合作用,實(shí)現了能在較(jiao)短距離内将(jiang)含💃🏻有不同流(liu)動幹擾量的(de)流速整流成(chéng)爲相同的流(liu)速分布🥰。三是(shì)流量計的流(liu)通能力降低(di)，因此,壓力損(sun)失也要比傳(chuan)統渦輪流量(liàng)計的壓力損(sǔn)失大。新型渦(wo)輪流量計結(jié)構示意圖如(rú)㊙️圖1所示

2試驗裝置
　　液(yè)體标準流量(liàng)裝置爲LJG41型球(qiu)式雙向體積(ji)管檢定裝😍置(zhi)。該标準體積(jī)管的流量範(fan)圍爲1~50m3/h,重複性(xing)優于0.2%,準确✌️度(dù)爲0.035%,标準體積(ji)爲99.1344L。需要說明(ming)的是該檢定(dìng)裝置主要是(shì)用于容積式(shi)流量計的檢(jian)定,因此,在安(ān)裝被檢流量(liang)計管段🈲上遊(you)并沒有足夠(gou)長❌的直管段(duàn),其上遊直🚶‍♀️接(jie).連接一個球(qiú)閥，緊接着連(lián)接一個T型管(guǎn)路。主要是想(xiǎng)利用這樣的(de)流量檢定裝(zhuang)置來檢驗該(gai)新型🤩渦輪流(liu)量計是否具(ju)有容積式流(liu)量計的計量(liàng)特點，即其上(shàng)、:下遊無需直(zhi)管段。
　　該試驗(yàn)裝置檢定流(liu)量計的流程(cheng)如圖2所示。進(jin)行流量🥰計🛀檢(jian)定時,根據JJG1037--2008《渦(wo)輪流量計檢(jian)定規程》9)的要(yao)求，在流量計(jì)的上遊安裝(zhuāng)壓力傳感器(qì),在流量計的(de)下遊☀️安裝溫(wēn)度傳感👌器。渦(wo)輪變送器✔️與(yu)計算機采用(yòng)屏蔽🥰電纜連(lián)接。爲了便于(yu)調節流量,同(tóng)時把變送器(qi)與流量積算(suàn)儀連接,根據(ju)積算儀的瞬(shùn)時流🍉量顯示(shì)，調節每個檢(jiǎn)定點流量的(de)大小，保證每(měi)個檢定點的(de)流量符合檢(jiǎn)定規程的要(yao)求。
3試驗結果(guo)及分析
3.1基本(ben)性能試驗研(yan)究
　　該新型渦(wo)輪流量計的(de)設計技術指(zhǐ)标如下:公稱(cheng)直徑爲50mm,流量(liàng)💋範圍爲6~30m'/h,計量(liang)準确度爲0.3級(ji),重複性優于(yú)0.1%試🏃‍♀️驗介質爲(wei)0号柴⭕油,其運(yun)動粘度爲3.6×10-6m2/s(20℃),環(huán)境溫度爲9℃,相(xiàng)對📱濕度爲65%。依(yi)據渦輪流量(liang)計檢定規程(chéng)中🔴的要求選(xuǎn)擇了6個流量(liang)點進行試驗(yan),每個流量點(diǎn)的試驗次數(shù)爲6次。試驗時(shí)同⛷️時記錄每(mei)個流量點的(de)檢定條件。例(lì)如,對試驗流(liú)量爲21m3/h時記錄(lu)的試驗條件(jiàn)如下:體積管(guǎn)液溫平均值(zhi)爲10.2℃,體積管表(biǎo)壓平均值爲(wei)🌂0.26MPa,流量計處液(ye)溫平均值爲(wèi)10.0℃,流量計處表(biǎo)壓平均值爲(wei)0.2MPa。
　　結合試驗數(shu)據,流量計的(de)儀表系數、示(shi)值誤差.和重(zhòng)複性的📱計算(suan)👉過程如下.
1)檢(jian)定條件下體(tǐ)積管的實際(ji)體積的計算(suan):

　　式中:Vij爲第i檢(jiǎn)定點第j次檢(jian)定時标準體(tǐ)積管處的實(shi)際體積;Va爲❌标(biao)準體積管的(de)标準體積;D爲(wei)标準體積管(guǎn)的内徑;e爲标(biāo)準體積管的(de)厚度;E爲标準(zhǔn)體積管材料(liào)🐅的彈性模量(liang);(pa)ij爲🍓第i檢定點(diǎn)第j次檢定時(shi)标準體積管(guan)處液體壓力(li);β。爲标準體積(jī)管的體膨脹(zhàng)系數,(?s)ij爲第i檢(jian)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼定點第j次檢(jiǎn)定時标準體(tǐ)✊積管處液體(tǐ)溫度。
2)每個檢(jiǎn)定點每次檢(jian)定時儀表系(xi)數的計算:

　　式(shi)中:Kij爲第i檢定(dìng)點第j次檢定(ding)時所得的儀(yí)表系數;N;爲第(di)i檢定點🌍第j次(cì)檢定時流量(liang)計顯示儀表(biao)測得的脈沖(chong)數;(?m)ij爲第i檢定(ding)點第👨‍❤️‍👨j次檢定(ding)時流量計處(chu)的液體溫❓度(du);(pm)ij爲第i檢定點(dian)第j次檢定時(shí)流量計處的(de)液體表壓力(li);β爲檢定用液(ye)體在檢定狀(zhuang)态下的體膨(peng)脹系數;κ爲👄檢(jian)定用液體在(zai)檢定狀态下(xia)的壓縮系🛀🏻數(shù)。
3)每個檢定點(diǎn)儀表系數的(de)計算:

　　表1爲6個(ge)流量檢定點(diǎn)的試驗數據(jù)依據式(1)至式(shì)(4)最後計算得(dé)到的每個檢(jian)定點的儀表(biao)系數和重複(fú)性。然後分🈲别(bie)依據式(6)計算(suàn)得到💁該流量(liàng)計的最大示(shi)值誤❄️差爲0.2069。試(shì)驗結果說明(ming)該新型渦輪(lun)流量計的線(xian)性度非常不(bú)好,但流量計(jì)的重複性非(fei)常好,爲0.077%,故可(kě)對該⛹🏻‍♀️流量計(ji)的儀表系數(shu)進行非線性(xing)修正,以擴大(da)其量程範圍(wei)0。另外,較✏️好的(de)測量重複性(xing)說明了該新(xīn)型渦淪流量(liang)計具有較好(hǎo)的抗💔流動幹(gan)擾能力,與文(wen)獻[7]中的㊙️研究(jiū)結論是相一(yi)緻的。

3.2儀表系(xi)數修正
　　現有(you)速度式流量(liang)計的儀表系(xi)數非線性修(xiu)正常用的方(fang)法有線性插(chā)值法、三次樣(yang)條插值法和(he)最小二🥰乘法(fǎ):1-12]。考慮到新型(xing)渦輪流量計(jì)流量Q與儀表(biao)系數K的關系(xì)曲線爲單調(diao)遞增關系，較(jiao)🐪适合采‼️用線(xian)性插值方法(fǎ)進行修正。以(yǐ)流量計檢定(dìng)🛀🏻點作爲插值(zhi)函數的節點(dian)，即各檢定流(liu)量點Qi(i=0,1,.5)對應的(de)儀表系數爲(wèi)Ki(i=0,1,.5),采取分💋段插(cha)值對其他流(liu)量點的儀表(biǎo)系數進行修(xiū)正👌，具體的計(ji)算表式爲:

　　爲(wei)了考察流量(liang)計儀表系數(shù)修正效果,将(jiāng)6個檢定點的(de)儀表系數現(xiàn)場寫人流量(liang)積算儀，然後(hou),在體積管标(biao)準☀️裝置👄上選(xuǎn)擇10個非檢定(ding)流量點進行(háng)試驗,所得到(dào)的試🔞驗結果(guǒ)🚩如表2所示。Q表(biao)是流量積算(suan)儀的顯示值(zhi),Q标是标準裝(zhuang)置的📞示值,8。是(shi)兩者的相對(dui)🔞誤差,具體👣的(de)計算公式爲(wei):

　　結果表明,通(tong)過儀表系數(shu)非線性修正(zheng)，流量計.的相(xiàng)對🔴示🔴值誤差(chà)在+0.3%之内,故實(shi)現了既定的(de)設計要求。
4結(jie)論
　　在體積管(guǎn)标準裝置上(shang)對一新型渦(wō)輪流量計的(de)計量性能進(jin)行㊙️了試驗研(yán)究。試驗結果(guo)表明，由于該(gai)新型渦輪流(liu)量計📧的葉輪(lún)采用了3葉片(pian)長螺旋形結(jié)構🛀,使流量🥵計(ji)在抵抗來流(liu)速度畸變對(dui)計量特性的(de)影響方面得(de)到了明顯的(de)改善,不過也(yě)導緻了流量(liang)計🔴的線性度(du)非💋常差,但流(liu)量計的重複(fu)性非常好。試(shi)驗結果同時(shí)也表🈚明,通過(guo)采用非線性(xìng)修正後在💃🏻全(quán)量程範圍内(nei)該新型渦淪(lun)流量計的計(ji)量準确度等(děng)級可達0.3級,從(cóng)而爲安裝🔴空(kōng)間受限場合(he),例如機動油(yóu)料裝備上,提(tí)供了高精度(du)🏒的流量✌️計量(liàng)裝置。

以上内(nei)容源于網絡(luò)，如有侵權聯(lián)系即删除!