摘要(yào):通過對1台DN80氣體(ti)渦輪流量計 在(zai)1m³/h~1.5max流量範圍内進(jin)行實驗，得出氣(qi)體渦輪流量計(ji)的儀表系數K與(yu)💘流量qr.之間的特(tè)性曲線,表明在(zai)0.8qmin以下儀表系數(shu)不穩定，流量計(jì)超差:在 qmax~1.5max範圍内(nei)儀表系數穩定(ding)性好，流量計精(jing)度高，由此說明(ming)實驗所選型号(hào)的氣體渦輪🔱流(liu)量計，儀表系數(shu)在标稱流量範(fan)圍以外🐇仍有可(ke)能滿足計量要(yào)求，特别是大于(yú)🍉标稱流量上限(xian)後儀表系數仍(reng)然穩定,在學術(shù)研究領域擴展(zhan)了思路，也爲🔴選(xuǎn)型應用提供了(le)借鑒的♻️經驗。
　　氣(qì)體渦輪流量計(jì)具有精度高、測(ce)量範圍寬、重複(fú)性好、壓✌️力損失(shī)小、耐高壓、多種(zhǒng)顯示方式、安裝(zhuang)維修方便、耐腐(fu)蝕等優點叫已(yǐ)被廣泛應用于(yu)天然氣貿易🍓結(jie)算計量，甚至還(hai)作爲🥵量值傳遞(dì)的标準儀表。
　　根(gēn)據其計量原理(lǐ)，流量計的傳感(gǎn)器應有一個經(jīng)标準裝置檢定(dìng)給出的儀表系(xì)數，其精度和流(liu)量範圍必須滿(man)足流量計技術(shù)規範的要求，正(zheng)确的儀表系數(shù)值是保證流量(liàng)計計量精度的(de)基本保證。在理(li)想狀态下，也就(jiù)是假定渦輪處(chù)于勻速運動的(de)平衡狀💁态,機械(xiè)摩擦阻力矩和(hé)流體阻力矩都(dōu)足夠小甚至🈲可(kě)以忽略不計的(de)狀态,儀表系數(shu)與流量的關系(xì)爲☂️(1)式:
 
　　式中:f爲脈(mo)沖頻率:qv爲流體(ti)體積流量;Z爲渦(wō)輪葉片數:θ爲葉(ye)⛷️片結構角;A爲流(liu)通截面積;r爲葉(yè)片平均半徑.
　　可(kě)見，理想特性僅(jin)與渦輪流量計(ji)的結構參數有(you)關，與☂️流體的流(liu)動狀況無關,儀(yí)表系數爲一個(gè)常數，在K-qv圖上爲(wèi)一平行于橫軸(zhou)的直線。
　　在已報(bao)道的很多文獻(xian)及書籍中，作者(zhe)都通過建立數(shù)學🐅模型來對氣(qì)體渦輪流量計(ji)的工作特性進(jìn)行較爲詳細❓地(dì)分析與描述、但(dan)在實際應用的(de)過程中儀表系(xi)🌍數K與流量qv之間(jian)呈現出來的關(guan)系究竟是否🐇符(fú)合已有的結論(lun)呢?而對于标稱(chēng)流量範圍之外(wai),尤其是當實際(jì)流量超出标稱(chēng)流量上限後，儀(yi)表系數與流量(liang)之間的關系又(yòu)呈現什麽樣的(de)狀态呢?目前這(zhe)方面還鮮有人(rén)進行研🐇究。對此(ci)基于以下實驗(yàn)進行相關分析(xī)。
1實驗方案
1.1環境(jing)條件
　　溫度24~25℃,相對(dui)濕度30%~35%，大氣壓力(li)94~95kPa,采用表後取壓(yā)。
1.2實驗設計
　　實驗(yan)選用了1台DN80的氣(qi)體渦輪流量計(ji)，其标稱流量範(fan)💋圍✨爲🔴20~400m³/h,精📱度等級(jí)爲1.0級。由于實驗(yàn)是研究性的而(ér)不是對流量計(ji)🏃‍♀️的檢定，并考慮(lǜ)到實驗用臨界(jie)流噴嘴氣體流(liú)量标準裝置實(shi)際情況，将流量(liang)檢🏃🏻‍♂️定範圍确定(ding)♈爲例!:1m³/h~1.5qmax即1~600m³/h，在流量(liang)範圍内埃勻選(xuǎn)取35個流量點,共(gong)進行❄️188組實驗,得(de)到的流量計K-qv曲(qu)線如圖1所示。
 
2數(shù)據分析
　　由表1實(shí)驗數據知，在1m³/h時(shi)無信号輸出，2m/h時(shi)開始有流量，說(shuō)⛷️明其始動流量(liàng)在1~2m³/h之間間。在流(liú)量計的流量大(da)于始動流量而(ér)小于傳感器流(liu)量下限的情況(kuang)下，儀表系數K随(sui)着流量qv的增大(dà)🙇‍♀️而迅速增大，此(cǐ)時流體處于層(ceng)流流動狀态,其(qí)特🏃🏻‍♂️性受軸承摩(mó)擦力、流🌈體黏性(xìng)阻力影響較大(dà)B!:當流量低于0.8qmin時(shí)，儀表系數随着(zhe)流量迅❗速變化(huà)，其測量誤差在(zài)流量計的允差(chà)範圍外，儀表系(xi)數本身不準确(que),不能作爲實際(jì)檢測流量.
　　儀表(biao)系數K在30m/h處出現(xian)峰值,該點爲層(ceng)流與紊流的交(jiāo)界點，在此之⛱️後(hou)流體處于紊流(liu)狀态，儀表系數(shu)則開始呈現出(chū)🚶‍♀️常數的特征，當(dang)流體黏度确定(ding)時，儀表系數與(yu)傳感器的結構(gou)尺寸有關;而在(zài)qmax~1.5qmax的流量範圍内(nèi)，儀表系數仍然(rán)具有非常好的(de)穩定性。具體儀(yí)表系數及線性(xing)度㊙️、重複性列于(yú)表1.
　　依據JJG1037-2008(渦輪流(liú)量計)國家計量(liang)檢定規程，渦輪(lun)流量計的儀表(biǎo)系數K,線性度EL和(he)重複性E,分别定(ding)義爲:
 
　　式中:(E)爲第(di)i個測量點的系(xi)數重複性;Kr爲.第(di)i個流量點的平(píng)均儀☎️表系數:n爲(wei)第i個流量點的(de)測量次數:Kij爲第(di)i個流量點第j次(ci)測量得到的儀(yi)表系數值;`K爲流(liu)量計儀表系數(shù)值;(Ki)max爲㊙️各流量點(dian)系數Ki中最大值(zhí):(Ki)min爲各流量🐪點系(xì)數K中最小值:EL爲(wèi)線性度。
　　從表1中(zhong)數據可以看出(chu)，在qmin~0.2qmax的流量範圍(wéi)内，儀表系數🌈出(chu)現✉️峰值,線性度(dù)爲0.590%,重複.性爲0.069%，其(qí)測量誤差已在(zài)允差範圍内(±2%)，符(fu)合流量計精度(dù)要求:在0.2qmax~1.5qmax的流量(liang)範圍内，儀表系(xì)數始終處于穩(wěn)定的狀态,尤其(qí)是在 qmax~1.5q,max的流量範(fan)圍内，線性度僅(jǐn)爲0.109%，重複性高達(dá)0.046%,儀表系數變化(hua)幅度非常小，流(liú)✍️量計的測量正(zheng)确率就非常高(gao)。
 
3結論與讨論
　　實(shi)驗通過對不同(tóng)流量範圍内儀(yí)表系數與流量(liang)關系的研究，可(kě)⚽以看出,渦輪流(liú)量計儀表系數(shu)可以分🙇‍♀️爲兩段(duàn)"即線性段和非(fei)線性段，非線性(xing)段内儀表系數(shu)随流🤟量變化🔴有(you)較大變化，線性(xìng)段儀表系數也(ye)有一定變化💋，但(dan)幅度非常小，而(er)在qmax~1.5qmax的範圍内,儀(yi)表系數仍然處(chu)于非常穩定的(de)狀态，該實驗結(jie)論是其他研究(jiu)中沒有涉及到(dao)的，對渦輪流🔅量(liang)計的實際應用(yòng)具有一定的參(can)考意義。
　　從流量(liang)計的使用壽命(ming)方面考慮，對于(yu)每日儀表實際(ji)運行時間不超(chao)過8h的斷續工作(zuò)場合,選擇實阿(ā)使用時最大流(liú)量的1.3倍作爲流(liu)量範圍上限，對(dui)于每日儀表實(shi)際運行時間不(bú)🌈低于8h的🛀🏻連續工(gōng)作場合，選擇實(shi)際使用🔅時最大(da)流量的1.4倍作⭕爲(wèi)流量範圍上限(xian)，而儀表下限流(liu)🔞量以實際使🈚用(yòng)最小流量的0.8倍(bei)爲合适隊本次(ci)實驗結果也證(zhèng)明在這些流量(liàng)範圍内儀表系(xì)數是符合檢測(cè)精度要🏒求的。

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