1.脈(mo)動流特(tè)性
幾乎(hu)所有的(de)管道流(liu)都是不(bu)穩定的(de),不論是(shi)層流狀(zhuàng)态💋還是(shi)湍流狀(zhuàng)态下都(dou)存在各(ge)種幹擾(rǎo)。所謂脈(mo)動流是(shì)指流體(tǐ)在測量(liàng)區域的(de)‼️流速是(shi)時間的(de)函數,但(dan)在🥵一個(gè)足夠長(zhang)的時間(jian)段内有(you)一個恒(heng)定的平(ping)均值,這(zhe)個值決(jué)定于脈(mo)動流的(de)流動規(gui)律。
真正(zheng)的管道(dào)定常流(liu)僅出現(xiàn)在層流(liu)中,大多(duo)數工業(yè)✍️管🌈流均(jun1)出現湍(tuan)流現象(xiang),試試一(yi)種統計(jì)意義上(shàng)的定常(chang)流♉,脈動(dòng)流會💘影(yǐng)響
渦輪(lún)流量計(ji)
的測量(liang)精度,有(you)時會使(shi)其測量(liang)值嚴重(zhong)失真,所(suo)以工業(yè)上👣迫切(qiē)需要研(yán)究脈動(dong)流對其(qi)測量精(jing)度的影(yǐng)響。
脈動(dong)無處無(wu)時不在(zai),但測量(liàng)卻非常(cháng)困難,我(wǒ)們通常(chang)隻能🧡測(ce)量出脈(mò)動的主(zhu)要參數(shù),如輻值(zhí)、頻率和(hé)波形,然(rán)後通過(guo)🏃♂️這些參(cān)數分析(xī)脈動可(ke)能給流(liu)量計造(zao)成的影(yǐng)響。
2.脈動(dong)流對渦(wo)輪流量(liàng)計測量(liàng)精度的(de)影響
2.1特(tè)性方程(cheng)及計算(suan)
渦輪流(liu)量計以(yi)動量矩(ju)守恒定(dìng)理爲基(jī)礎的一(yī)種速度(du)🛀式流量(liang)儀📞表,對(dui)非穩定(ding)流由于(yú)轉子葉(yè)片和相(xiàng)關🔞傳動(dong)☎️裝置的(de)共振、轉(zhuan)子的轉(zhuan)動慣量(liang)、脈動的(de)形狀、轉(zhuǎn)子和齒(chǐ)輪摩擦(cā)阻力及(ji)轉子瞬(shun)時轉矩(ju)等因素(sù)影響,使(shǐ)渦輪流(liú)量計産(chǎn)生很大(dà)的誤差(chà),用機翼(yì)理論來(lai)分析作(zuo)用在轉(zhuan)子上的(de)驅動力(li)矩和阻(zǔ)力矩,可(kě)得到其(qi)運動方(fāng)程:
式中(zhōng)J爲葉片(piàn)轉動慣(guàn)量,θ爲葉(yè)與軸線(xiàn)之間的(de)夾角,r爲(wei)渦輪葉(yè)片的平(ping)均半徑(jìng),A爲管道(dào)流量面(mian)積,ρ爲流(liú)體密度(du),ω爲渦輪(lún)的旋轉(zhuǎn)角加速(su)度,Q爲通(tōng)過管道(dao)流量。
若(ruo)把脈動(dong)流表示(shì)爲Q=asin2πfpt,經過(guo)分析整(zheng)理,可得(de)出渦輪(lun)旋轉角(jiao)加速☔度(du)💰與脈動(dong)流各參(can)數的關(guan)系:22
其中(zhong)C爲穩态(tài)時的ω值(zhí)。
對特定(ding)的渦輪(lun)流量計(jì)和不同(tóng)的脈動(dòng)流,可編(biān)程計算(suan)🌍出😘(2)式在(zài)🔅脈🏒動周(zhōu)圍内各(gè)離散點(dian)所對應(ying)的ω(t),據此(cǐ)計算可(ke)畫出ω(t)曲(qǔ)線,其流(liú)程圖🙇🏻如(rú)圖1:
2.2結構(gou)與分析(xi)
經過計(ji)算分析(xi),發現導(dǎo)緻
流量(liàng)計
産生(shēng)誤差的(de)主要因(yīn)素是脈(mò)動流的(de)頻率,所(suo)加的正(zheng)弦🔞脈⭐動(dong)🥰流的頻(pín)率與穩(wen)态下渦(wo)輪的旋(xuan)轉角加(jiā)速度的(de)關系爲(wei)ω=2πfp(1/qm)r2時,相應(ying)曲線與(yu)輸入正(zheng)弦曲線(xian)最爲接(jiē)近,與理(li)論分析(xī)基本吻(wen)合,多次(cì)改變脈(mò)動流頻(pin)率、振幅(fu)參數,發(fa)現有時(shi)圖形失(shī)真非常(chang)🔞厲害,通(tong)過對多(duo)幅圖❓形(xing)的比較(jiao),發㊙️現有(you)如下規(gui)律:(見圖(tu)2、3)
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當脈動(dòng)流頻率(lü)fp大于旋(xuán)轉角加(jia)速度ω時(shi),儀表的(de)相應曲(qǔ)線開始(shǐ)失真,脈(mò)動頻率(lü)導緻相(xiàng)應曲線(xiàn)的幅值(zhí)發生改(gai)變,經過(guò)分析發(fā)現,脈🌍動(dong)頻率越(yuè)大,響應(ying)幅值越(yuè)小,脈動(dong)頻率越(yuè)小,響應(yīng)💰幅值越(yue)大,即随(suí)🧑🏽🤝🧑🏻着頻率(lü)的增大(dà),響應失(shi)真程度(dù)随着增(zeng)大,但🔴最(zuì)終有趨(qu)于穩定(ding)的✨趨勢(shi)。
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當脈動(dòng)流頻率(lǜ)fp大于旋(xuán)轉角加(jiā)速度ω時(shi),響應曲(qu)線的失(shī)🔞真程度(dù)🔅随脈動(dong)振幅的(de)增大而(ér)加劇,但(dàn)當脈動(dong)振幅小(xiǎo)于某一(yi)振幅值(zhí)✂️時,其變(biàn)化可認(rèn)爲不影(ying)響渦輪(lun)流量計(jì)的精度(dù);當脈動(dong)🔞頻率fp小(xiao)于旋轉(zhuǎn)角加速(su)度ω時,響(xiang)應曲線(xian)的失真(zhen)程💚度與(yǔ)脈動振(zhen)幅的變(biàn)㊙️化無關(guān)聯☂️。
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對于(yu)形狀不(bú)失真的(de)響應曲(qu)線,其響(xiang)應曲線(xiàn)的幅值(zhi)還與其(qí)它參數(shù)有關。經(jīng)研究發(fā)現,對測(cè)量誤差(chà)影響較(jiao)大的參(cān)數還有(you)葉💯片轉(zhuan)動慣量(liang)J和葉片(pian)的初始(shǐ)旋轉角(jiǎo)加速度(du)C.J越小,響(xiang)應曲線(xiàn)的♊幅值(zhí)越大,J越(yuè)大,響應(ying)曲線的(de)幅值越(yuè)小,但J太(tài)大或太(tai)小都會(huì)影響響(xiang)應曲線(xiàn)的幅值(zhi)失🐅真過(guo)大,其值(zhí)🛀🏻取在2*10-6-3*10-6(kg.m2)之(zhi)間時👈,響(xiǎng)應曲線(xian)最好,從(cong)參數分(fen)析可知(zhi),響應曲(qu)線與輸(shū)入脈動(dòng)曲🐅線之(zhī)間有一(yī)個📱位移(yí),此位移(yí)的大小(xiǎo)主要是(shi)與初始(shi)值C有關(guān)。
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3.結論
從(cóng)以上分(fèn)析計算(suan)可知,脈(mò)動流頻(pín)率對渦(wo)輪流量(liang)計的測(cè)量精度(du)影響最(zuì)大,當脈(mo)動頻率(lǜ)fp小于旋(xuan)轉角加(jiā)速度ω時(shí),流量儀(yí)表的響(xiang)應曲線(xian)與輸入(rù)脈動曲(qǔ)線相似(si),測量👄結(jié)構接近(jin)于真值(zhi);脈動振(zhèn)幅對渦(wō)輪流量(liang)計的測(ce)量精度(du)存在影(ying)響,但當(dang)脈㊙️動振(zhen)幅小于(yú)某一振(zhen)幅值時(shí),可認爲(wei)其不影(yǐng)響✏️渦輪(lun)流量計(jì)的精度(du);葉片轉(zhuǎn)動慣量(liàng)J和葉片(pian)的初始(shǐ)旋轉加(jiā)速度C也(ye)對渦輪(lun)流🛀🏻量計(ji)測量精(jing)度有🌐影(yǐng)響。
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智能渦(wo)街流量(liang)計
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