渦輪流量計 是 速(su)度式流量計 中的(de)主要種類，當被測(cè)流體流過渦輪流(liu)量計傳感器🛀時，在(zai)流體的作用下，葉(yè)輪受力旋轉，其轉(zhuan)速與管道平均流(liu)速成正比🌂，同時，葉(ye)片周期性地切割(gē)電磁鐵産生的磁(cí)力線，改變線圈的(de)磁通量，根據電磁(ci)感應原理，在線圈(quān)内将感應出脈動(dòng)的電勢信号，即電(diàn)脈沖信号，此電脈(mò)動信号的頻率與(yǔ)被測流體的流量(liang)成正比。影響渦輪(lun)流量計精度的主(zhǔ)要外部因素是流(liú)體的流動狀态，渦(wō)輪流量計特性曲(qǔ)線要保持良🔱好的(de)線性關系，流過流(liú)量計的流體☎️應爲(wei)充分發展的流型(xíng)。
1.旋轉系數與下遊(you)直管段長度之間(jiān)的關系
旋轉流的(de)旋轉強度用旋轉(zhuan)系數來表示，旋轉(zhuan)系數定義爲角☀️動(dong)👣量通量與軸向動(dòng)量通量的比值：

式(shì)中：ω -- 周向速度；
u -- 軸向(xiàng)速度；
R -- 管道半徑；
A -- 流(liu)體流過的橫截面(miàn)積；
ρ -- 密度。
對于圓管(guan)内的旋轉流，在r=0.95R處(chù)的旋轉角度最大(dà)，即：

采用多項叠代(dai)的方法，可編程計(ji)算出在某個值時(shí)💋（X 爲🍓圓😄管直🚩徑⁉️D的倍(bei)數）滿足一定精度(du)的Sw值：

    常數b和c與流(liu)體性質、雷諾數和(he)流量有關，需要通(tōng)過實🌈驗确定。對于(yú)不可壓縮流體，b=0.030~0.085，c=0.10~0.50。一(yī)般來說，流量越大(da)，旋轉流的🍉衰減越(yuè)大，由式（3）可以看出(chu)，旋轉流發生後的(de)直管段越長，旋轉(zhuan)流🈚的強度越弱，對(dui)渦輪流量計精度(dù)的影響越小。
2.實驗(yan)設計與結果分析(xī)
    爲了在實驗過程(cheng)中能得到理想的(de)旋轉流體，實驗中(zhong)采用了模拟多種(zhǒng)強度旋轉流的發(fā)生器，旋轉流發生(shēng)器安裝在流量計(jì)上遊來流的起始(shǐ)點處。
    實驗采用稱(chēng)量法，記錄電子稱(chēng)上的質量脈沖數(shù)N，N乘以✔️質👄量脈沖常(cháng)數（0.08333），即得到質量值(zhí)（kg），同時記錄時間和(he)渦輪變送器的脈(mo)沖✂️數，在🔴每個流量(liàng)點重複做三次，記(jì)錄三組數據，共選(xuǎn)擇5個流量點來覆(fù)蓋渦輪流量計的(de)測量量程。流量Q=0.08333N/t，儀(yí)表系數爲：

儀表系(xì)數K與旋轉數Sw成線(xiàn)性關系，儀表精度(dù)爲：

其中α、d均爲待定(ding)系數。
    根據實驗所(suo)得多組脈沖數和(hé)流量數據，可計算(suàn)出儀表精度δ值⛷️。按(an)δ-X方程及δ和X數據進(jìn)行最小二乘法回(huí)🚶歸，可确定α和d的數(shu)值。一般🌈來說，對不(bu)可壓縮流體，α=1.15~2.20，d=0.016~0.11。
3.直管(guan)段長度和流量計(jì)精度的初步預測(cè)
    在工程設計中，根(gen)據流體性質、流量(liàng)和雷諾數确定🧡α和(he)d值。這樣，按照式（5）就(jiu)可以依不同的流(liu)量計精度要求，對(dui)直管段長⛱️度進行(háng)初步預測，或确定(dìng)直管段長度後，對(duì)流量計的精度🙇‍♀️做(zuo)初步預測。
當δ=0.2%時，不(bu)同流量下所需直(zhi)管段長度見表1。
表(biǎo)1 不同流量下所需(xu)直管段長度

d	0.0165	0.0385	0.0578	0.0755	0.0801	0.0910	0.106
X	145.05	62.16	41.41	31.70	29.88	26.30	22.58

當X=30時(shi)，不同流量下儀表(biao)精度見表2。
表2 不同(tóng)流量下預測的儀(yí)表精度

d	0.0165	0.0385	0.0578	0.0755	0.0801	0.0910	0.106
δ	1.33	0.69	0.39	0.23	0.20	0.14	0.10

對流量計(jì)的精度和直管段(duàn)的預測，爲不同精(jīng)度要求的⭐渦輪流(liú)量計選擇适當長(zhang)度的直管段提供(gong)了理論參考。
4.結語(yǔ)
（1）旋轉數Sw與X成指數(shù)關系，即随着下遊(yóu)距離X的增加，旋轉(zhuan)流強度以指數方(fang)式衰減。指數系數(shù)c和α值與介質的性(xìng)❤️質，雷🧑🏽‍🤝‍🧑🏻諾數等參數(shù)有關。
（2）對于任一旋(xuán)轉流源，随着下遊(yóu)距離的增加，在大(da)流量區旋轉流強(qiáng)度衰減速度快，而(ér)在小流量區，旋轉(zhuǎn)流強度衰減速♻️度(dù)要✊慢一些，因此，對(duì)小流量的流量計(ji)管道設計中需要(yào)加長直管段，以減(jiǎn)少旋轉流對流量(liang)計精🏃🏻‍♂️度的影響。
（3）不(bú)論旋轉流的方向(xiàng)如何， 流量計 越靠(kào)近旋轉流源，流量(liàng)計的精度δ越差，流(liú)量計精度可以按(an)式（5）進行初步預測(cè)。

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