摘要:通(tong)過對1台DN80氣體(ti)渦輪流量計(jì) 在1m³/h~1.5max流量範圍(wei)内進行實驗(yan)，得出氣體渦(wō)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(biao)明在0.8qmin以下儀(yí)✊表系🔴數不穩(wen)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(liang)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(xì)數在标稱流(liu)量範圍以外(wài)仍有可能滿(man)足計量要求(qiu)，特别是大于(yu)标稱流量上(shàng)限後儀表系(xi)數仍然穩定(dìng),在學術研究(jiū)領域擴展了(le)思路，也爲選(xuǎn)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(liàng)範圍寬、重複(fú)性好、壓力損(sun)失小、耐高壓(yā)、多種顯示方(fang)式、安裝維修(xiū)方便、耐♍腐蝕(shi)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(wei)量值傳遞的(de)标準儀表。
　　根(gen)據其計量原(yuan)理，流量計的(de)傳感器應有(yǒu)一個經标準(zhǔn)裝置檢定給(gei)出的儀表系(xì)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(què)的儀表系數(shù)值是保證流(liú)❄️量計計量精(jīng)度的基本保(bǎo)證。在理想狀(zhuang)态下，也就是(shi)假定渦輪處(chu)于勻速運動(dòng)的平衡狀✂️态(tai),機械摩擦阻(zǔ)力矩和流體(tǐ)阻力矩都⚽足(zu)夠小甚至可(kě)以忽略不計(ji)的狀态,儀表(biǎo)系數與流量(liang)的關💯系爲(1)式(shì):
 
　　式中:f爲脈沖(chòng)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(gòu)角;A爲流通截(jié)面積;r爲葉片(piàn)平均半徑.
　　可(ke)見，理想特性(xing)僅與渦輪流(liú)量計的結構(gou)參數有關，與(yu)流體🍓的流動(dòng)狀況無關,儀(yi)表系數爲一(yi)個常數，在K-qv圖(tú)上㊙️爲一平行(háng)于橫軸的直(zhí)線。
　　在已報道(dao)的很多文獻(xiàn)及書籍中，作(zuo)者都通過建(jiàn)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(yǒu)的結論呢⚽?而(er)對于标稱流(liu)量範圍之外(wai),尤其是當實(shí)際流量超出(chu)标稱流量上(shang)限後，儀表系(xi)數🚶‍♀️與流量之(zhī)間的關系又(you)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(yan)進行相關分(fen)析。
1實驗方案(àn)
1.1環境條件
　　溫(wēn)度24~25℃,相對濕度(dù)30%~35%，大氣壓力94~95kPa,采(cǎi)用表後取壓(ya)。
1.2實驗設計
　　實(shi)驗選用了1台(tai)DN80的氣體渦輪(lun)流量計，其标(biāo)稱流量範圍(wei)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(duì)流量計🐅的檢(jian)定，并考慮到(dao)實驗用臨界(jie)流噴嘴氣體(tǐ)流量☔标準裝(zhuāng)置實際情況(kuàng)，将流量檢定(ding)範圍确定爲(wèi)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(xiàn)如圖1所示。
 
2數(shù)據分析
　　由表(biao)1實驗數據知(zhi)，在1m³/h時無信号(hao)輸出，2m/h時開始(shǐ)有流量，說明(ming)其始動流量(liàng)在1~2m³/h之間間。在(zai)流量計的流(liú)量大于始動(dong)流量而小于(yú)傳感器🌈流量(liàng)下限的情況(kuàng)下，儀表系數(shu)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(qi)特性受軸承(chéng)摩擦力、流體(ti)黏性阻⭐力影(ying)響較大B!:當流(liu)量低于0.8qmin時，儀(yí)表系數随着(zhe)流量迅♍速變(bian)化，其測量誤(wu)差在流量計(ji)的允差範圍(wei)外，儀表系數(shu)本身不準确(que),不能作爲實(shi)際檢測流量(liàng).
　　儀表系數K在(zai)30m/h處出現峰值(zhí),該點爲層流(liu)與紊流的交(jiao)💰界點，在此❤️之(zhi)後流體處于(yú)紊流狀态，儀(yí)表系數則開(kai)始呈現出常(chang)數🔴的特征，當(dāng)流體黏度确(que)定時，儀表系(xi)數與傳感器(qi)的結構尺寸(cun)有關🌍;而在qmax~1.5qmax的(de)流量範圍内(nèi)😍，儀表系數仍(reng)然具有㊙️非常(cháng)好的穩定性(xing)。具體儀表系(xi)☀️數及線性度(dù)、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(guī)程，渦輪流量(liàng)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(zhōng):(E)爲第i個測量(liang)點的系數重(zhòng)複性;Kr爲.第i個(gè)流量點😘的平(ping)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(liu)⁉️量點第j次測(cè)量得到的儀(yi)表系數值;`K爲(wèi)流量計儀表(biao)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(xì)數K中🌈最小值(zhí):EL爲線性度。
　　從(cóng)表1中數據可(ke)以看出，在qmin~0.2qmax的(de)流量範圍内(nèi)，儀表系數出(chu)現峰值🧑🏾‍🤝‍🧑🏼,線性(xìng)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(hé)🔞流量計精度(dù)要求:在0.2qmax~1.5qmax的流(liu)量範圍内，儀(yí)表系數始終(zhong)🍉處于穩♍定的(de)狀态,尤其是(shi)在 qmax~1.5q,max的流量範(fan)圍内，線性度(du)僅爲0.109%，重複性(xing)高達0.046%,儀表系(xì)數變化幅度(du)非常小，流量(liang)計的測量正(zheng)确率就非常(chang)高。
 
3結論與讨(tao)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(wo)輪流量計儀(yí)表系數可以(yǐ)分爲兩段"即(ji)線性段和非(fei)線性段，非線(xian)性段内儀表(biǎo)系數随流量(liang)變化有較大(da)變化，線❌性段(duàn)儀⁉️表系數也(ye)有一定變化(hua)，但幅度非常(cháng)小，而在qmax~1.5qmax的範(fan)圍内,儀表系(xì)數🔞仍然處于(yú)非常穩定的(de)狀态，該實驗(yàn)結論是其他(ta)研究中沒有(you)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(shi)用壽命方面(mian)考慮，對于每(měi)日儀表實際(jì)運行⚽時間不(bú)超過8h的斷續(xù)工作場合,選(xuan)擇實阿使用(yong)時最大流量(liang)🔴的1.3倍作爲🈲流(liú)量範圍上限(xian)，對于每日儀(yí)表實際運行(háng)時間不低于(yu)8h的⛷️連續工作(zuo)場合，選擇實(shí)際使用⛱️時最(zuì)大流🚶量的1.4倍(bei)作爲流量範(fan)🐅圍上限，而儀(yí)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(duì)本次實驗結(jie)果也證明在(zài)這🈲些流量範(fan)圍内儀表系(xì)數是符合檢(jian)測精度要求(qiu)的。

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