幾乎所有的(de)管道流都是不(bú)穩定的,不論是(shì)層流狀态還是(shi)湍流💃狀态下都(dōu)存在各種幹擾(rǎo)。所謂脈動流是(shì)指流體🌈在測量(liàng)區域的流速是(shì)時間的函數,但(dan)在一個足夠長(zhang)的時間段内有(you)一個恒定的平(píng)均值,這個值決(jué)定于脈動流的(de)流動規律。
真正(zhèng)的管道定常流(liu)僅出現在層流(liu)中,大多數工業(yè)管流均出現湍(tuan)流現象,試試一(yi)種統計意義上(shang)的定常流,脈動(dòng)流會👨❤️👨影響渦輪(lun)流量計 的測量(liàng)精度,有時會使(shǐ)其測量值嚴重(zhòng)失真,所以工業(yè)上🚶♀️迫切需要研(yan)究脈動流對其(qi)測量精度的影(yǐng)響。
脈動無處無(wú)時不在,但測量(liang)卻非常困難,我(wǒ)們通常隻能測(cè)量出♻️脈動的主(zhǔ)要參數,如輻值(zhí)、頻率和波形,然(ran)後通過這些參(cān)數分析✂️脈動可(kě)能給流量計造(zào)成的影響。
2.脈動(dòng)流對渦輪流量(liang)計測量精度的(de)影響
2.1特性方程(cheng)及計算
渦輪流(liú)量計以動量矩(ju)守恒定理爲基(ji)礎的一種速度(du)式流量儀♋表,對(dui)非穩定流由于(yu)轉子葉片和相(xiàng)關傳動裝置的(de)共振、轉子的轉(zhuǎn)動慣量、脈動的(de)形狀、轉子和齒(chǐ)♻️輪摩擦⛹🏻♀️阻力及(ji)☎️轉子瞬時轉矩(jǔ)等因素影響,使(shǐ)渦輪流🔞量計産(chǎn)生很大的誤差(chà),用機翼理論來(lai)分析作用在轉(zhuǎn)🐇子上的驅動㊙️力(li)矩和阻力矩,可(ke)得到其運動方(fāng)程:
式中J爲葉片(pian)轉動慣量,θ爲葉(yè)與軸線之間的(de)夾角,r爲渦輪葉(yè)片的平均半徑(jìng),A爲管道流量面(mian)積,ρ爲流體密度(du),ω爲渦輪的旋轉(zhuan)角加速度,Q爲通(tōng)過管道流量。
若(ruo)把脈動流表示(shi)爲Q=asin2πfpt,經過分析整(zhěng)理,可得出渦輪(lun)旋轉💃🏻角加速⛹🏻♀️度(du)📧與脈動流各參(cān)數的關系:22
其中(zhōng)C爲穩态時的ω值(zhi)。
對特定的渦輪(lún)流量計和不同(tóng)的脈動流,可編(bian)程計✍️算出(2)式在(zai)脈♉動周圍内各(gè)離散點所對應(yīng)的ω(t),據此計算可(kě)畫出🔅ω(t)曲線,其流(liu)程圖如圖1:
2.2結構(gòu)與分析
經過計(ji)算分析,發現導(dao)緻 流量計 産生(shēng)誤差的主要因(yīn)素是脈動流的(de)頻率,所加的正(zhèng)弦脈動流的頻(pin)率與穩态下渦(wo)輪的旋轉角加(jiā)速度的關系爲(wei)ω=2πfp(1/qm)r2時,相🚶♀️應曲線與(yǔ)🈲輸入正弦曲線(xiàn)最爲接近,與理(lǐ)論分析基本吻(wěn)合,多次改變脈(mò)動流頻率、振幅(fú)參數,發現有時(shi)圖形失真非常(cháng)厲害,通過對多(duo)幅圖形的比較(jiao),發現有如下規(guī)律:(見圖2、3)
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3.結論
從以上分(fèn)析計算可知,脈(mò)動流頻率對渦(wo)輪流量計的測(ce)💘量精度影響最(zui)大,當脈動頻率(lü)fp小于旋轉角加(jia)速度ω時,流💃🏻量儀(yí)表的🤟響應曲線(xian)與輸入脈動曲(qǔ)線相似,測量結(jie)構接近于真值(zhi);脈動振幅對渦(wo)輪流量計🐇的測(ce)量精度存在影(yǐng)✉️響,但當脈動振(zhèn)幅小于某一振(zhèn)幅值時,可認爲(wei)其不影響渦輪(lún)流量計的精度(dù);葉片轉動慣量(liang)J和葉片的初始(shi)旋轉👣加速度C也(yě)對渦輪流量計(ji)測量精度有影(yǐng)響。
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智能渦(wō)街流量計
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