摘要:通(tōng)過對1台DN80氣體(tǐ)渦輪流量計(ji) 在1m³/h~1.5max流量範圍(wéi)内進行實驗(yan)，得出氣體渦(wo)輪流量計的(de)儀🛀🏻表系數K與(yǔ)流量qr.之間的(de)特性曲線,表(biǎo)明在0.8qmin以下儀(yí)🎯表系數不穩(wěn)定，流量計超(chāo)差:在 qmax~1.5max範圍内(nei)儀表系數穩(wen)定性好，流量(liàng)計精度高，由(yóu)此說明實驗(yàn)所選型号的(de)氣體渦輪流(liú)量計，儀表系(xi)數在📐标稱流(liú)量範圍以外(wài)☀️仍有可能滿(mǎn)‼️足計量要求(qiú)，特别是大于(yú)标稱流量上(shàng)限後儀表系(xì)數☎️仍然穩定(ding),在學🈲術研究(jiū)領域擴展了(le)思路，也爲選(xuan)型應用提供(gong)了借鑒的經(jing)驗。
　　氣體渦輪(lun)流量計具有(you)精度高、測量(liang)範圍寬、重複(fu)性🔞好、壓力損(sun)失小、耐高壓(yā)、多種顯示方(fāng)式、安裝維修(xiu)方便、耐腐蝕(shí)♍等優☂️點叫已(yǐ)被廣泛應用(yong)于天然氣貿(mào)易結算計量(liang)，甚至💋還作爲(wèi)量值傳遞的(de)标準儀表。
　　根(gen)據其計量原(yuán)理，流量計的(de)傳感器應有(you)一個經标準(zhun)裝置檢定給(gěi)出的儀表系(xi)數，其精度和(he)流量範圍必(bi)須滿足流量(liàng)計技術規範(fàn)的要求，正确(que)的儀表系💛數(shu)值是保證流(liu)量計計量精(jing)度的基本保(bao)證。在理想狀(zhuàng)态下，也就是(shì)假定渦輪處(chù)于🌈勻速運動(dòng)的平衡狀态(tai),機械摩擦阻(zu)力矩和流體(tǐ)阻力矩都足(zu)夠小甚至可(kě)以忽略不❓計(jì)的狀态,儀表(biao)系數與流量(liàng)的關系爲(1)式(shì):
 
　　式中:f爲脈沖(chong)頻率:qv爲流體(tǐ)體積流量;Z爲(wei)渦輪葉片數(shù)🌂:θ爲💞葉片結構(gou)角;A爲流通截(jié)面積;r爲葉片(pian)平均半徑.
　　可(ke)見，理想特性(xìng)僅與渦輪流(liu)量計的結構(gòu)參數有關，與(yu)🚩流體的流動(dong)狀況無關,儀(yi)表系數爲一(yī)個常數，在🔞K-qv圖(tú)上爲一平行(háng)于橫軸的直(zhi)線。
　　在已報道(dào)的很多文獻(xiàn)及書籍中，作(zuo)者都通過建(jian)立數學模型(xíng)來對氣體渦(wo)輪流量計的(de)工作特性進(jìn)行較爲詳細(xì)地分析與💁描(miáo)述、但在實際(jì)應用的過程(cheng)中儀表系數(shù)K與流量qv之間(jiān)呈現出來的(de)關系究竟是(shì)否♈符合已有(you)🏃🏻‍♂️的結論呢?而(er)對于标稱流(liú)量範圍之外(wai),尤其是當實(shí)際流量超出(chū)标♻️稱流量上(shàng)限後，儀表系(xì)數與流量之(zhī)間的‼️關系又(yòu)呈現什麽樣(yàng)的狀态呢?目(mù)前這方面還(hai)鮮有人進行(hang)研究。對此基(ji)于以下實驗(yàn)進行相關分(fèn)析。
1實驗方案(an)
1.1環境條件
　　溫(wen)度24~25℃,相對濕度(dù)30%~35%，大氣壓力94~95kPa,采(cai)用表後取壓(yā)。
1.2實驗設計
　　實(shi)驗選用了1台(tai)DN80的氣體渦輪(lún)流量計，其标(biāo)稱流量範圍(wéi)🌐爲20~400m³/h,精度等㊙️級(jí)爲1.0級。由于實(shí)驗是研究性(xing)的而不是對(dui)流量計的檢(jiǎn)定，并考慮♈到(dào)實驗用臨界(jiè)流噴嘴氣體(tǐ)流量👨‍❤️‍👨标準裝(zhuang)置實際情況(kuang)，将✔️流量檢📐定(dìng)範圍确定爲(wei)例!:1m³/h~1.5qmax即1~600m³/h，在流量(liang)範圍内埃勻(yun)選取35個流量(liàng)點,共進行👉188組(zu)實驗,得到的(de)流量計K-qv曲線(xian)如圖1所示。
 
2數(shù)據分析
　　由表(biǎo)1實驗數據知(zhī)，在1m³/h時無信号(hào)輸出，2m/h時開始(shi)有流量，說明(ming)其始動流量(liang)在1~2m³/h之間間。在(zài)流量計的流(liú)量大于始動(dong)流量而小于(yu)傳感器⛱️流量(liàng)下限的情況(kuàng)下，儀表系數(shù)K随❤️着流量qv的(de)增大而迅速(su)增大，此時流(liu)體處于層流(liú)流動狀态,其(qí)特性受軸承(cheng)摩擦力、流🔞體(ti)黏性阻力影(yǐng)響較大B!:當流(liu)量低于0.8qmin時，儀(yi)表系數随着(zhe)流量迅🔞速變(biàn)化，其測量😄誤(wu)差在流量計(ji)的允差範圍(wéi)外，儀表系數(shù)本身不準确(que),不能作爲實(shi)際檢測流量(liang).
　　儀表系數K在(zai)30m/h處出現峰值(zhi),該點爲層流(liu)與紊流的交(jiao)界點💰，在🌈此之(zhi)後流體處于(yu)紊流狀态，儀(yi)表系數則開(kāi)始呈現出常(cháng)數的特征，當(dang)流體黏度确(què)定時，儀表系(xì)🌈數與傳感器(qì)的結構尺🐇寸(cùn)有關;而在qmax~1.5qmax的(de)流量範圍内(nèi)，儀表系數仍(réng)然具有🌈非常(cháng)好的穩定性(xing)。具體儀表系(xi)數及線性度(du)、重複性列于(yú)表1.
　　依據JJG1037-2008(渦輪(lun)流量計)國家(jia)計量檢定規(gui)程，渦輪流量(liang)計的🌈儀表系(xì)數♻️K,線性度EL和(he)重複性E,分别(bié)定義爲:
 
　　式中(zhong):(E)爲第i個測量(liang)點的系數重(zhòng)複性;Kr爲.第i個(ge)流量點的平(píng)均🈲儀⭐表系數(shu):n爲第i個流量(liang)點的測量次(cì)數:Kij爲第👨‍❤️‍👨i個流(liú)量點第j次測(cè)量❤️得到的儀(yí)表系數值;`K爲(wei)流量計⛷️儀表(biǎo)系☂️數值;(Ki)max爲🎯各(gè)流量☂️點系數(shu)Ki中最大值:(Ki)min爲(wèi)各流量🐆點系(xi)數K中最小值(zhí):EL爲線性度。
　　從(cong)表1中數據可(kě)以看出，在qmin~0.2qmax的(de)流量範圍内(nei)，儀表系數出(chu)👉現峰值,線💜性(xing)度爲0.590%,重複.性(xìng)爲0.069%，其測量誤(wu)差已在允差(cha)範圍内🏃‍♂️(±2%)，符合(he)🔱流量計精度(du)要求:在0.2qmax~1.5qmax的流(liu)量範圍内，儀(yi)表系數始終(zhong)處于穩⭕定的(de)狀态,尤其是(shì)在 qmax~1.5q,max的流量🥰範(fan)圍内，線性度(dù)僅爲0.109%，重複性(xing)高🌈達0.046%,儀表系(xi)🔅數變化幅度(dù)非常小，流量(liang)計的測量正(zheng)确率就非常(cháng)高。
 
3結論與讨(tǎo)論
　　實驗通過(guo)對不同流量(liang)範圍内儀表(biao)系數與流量(liang)關系的研究(jiū)，可以看出,渦(wō)輪流量計儀(yi)表系數可以(yǐ)分爲兩段"即(ji)線性段和✊非(fēi)線性段，非線(xian)性段内儀表(biao)系數随流量(liàng)變化有較大(da)變化，線性段(duàn)儀表系數也(yě)有一定變化(hua)，但幅度非常(chang)小，而在qmax~1.5qmax的範(fan)圍内,儀表系(xi)數💰仍然處于(yú)非常穩定的(de)狀态，該實驗(yàn)結論是其他(tā)研🛀究中沒有(yǒu)涉及到的，對(duì)渦輪流量計(jì)的實際應用(yong)具有一定的(de)參考意義。
　　從(cong)流量計的使(shǐ)用壽命方面(miàn)考慮，對于每(mei)日儀表實際(jì)運行時⭐間不(bú)超過8h的斷續(xù)工作場合,選(xuǎn)擇實阿使用(yong)時最大流量(liàng)的1.3倍作爲流(liú)量範圍上限(xiàn)，對于每日儀(yí)表實際運行(háng)時間不低于(yu)8h的連續工作(zuò)場合，選擇實(shí)際使用時最(zui)大流量的1.4倍(bei)作爲流量範(fàn)圍上限，而💚儀(yi)表下限流量(liàng)以實際使用(yòng)最小流量的(de)0.8倍爲合适隊(dui)本次實驗結(jie)果也證明在(zài)這些流量範(fan)圍内儀表🚶系(xi)數是符👣合檢(jian)測精度要求(qiú)的。

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