探討渦輪流量計(jì)精度與直管段長度之關(guān)系

渦輪流量計(jì)是一種速度式流量儀表，由于具有結(jié)構(gòu)緊湊、測量精度高、反應(yīng)速度快、測量范圍廣、價(jià)格低廉和安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，而得到廣泛應(yīng)用。對于貿(mào)易結(jié)算計(jì)量，流量計(jì)的度是至關(guān)重要的。影響渦輪流量計(jì)精度的主要外部因素是流體的流動(dòng)狀態(tài)，渦輪流量計(jì)特性曲線要保持良好的線性關(guān)系，流過流量計(jì)的流體應(yīng)為充分發(fā)展的流型。

1.旋轉(zhuǎn)系數(shù)與下游直管段長度之間的關(guān)系

旋轉(zhuǎn)流的旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度用旋轉(zhuǎn)系數(shù)來表示，旋轉(zhuǎn)系數(shù)定義為角動(dòng)量通量與軸向動(dòng)量通量的比值：

式中：ω -- 周向速度；

u -- 軸向速度；

R -- 管道半徑；

A -- 流體流過的橫截面積；

ρ -- 密度。

對于圓管內(nèi)的旋轉(zhuǎn)流，在r=0.95R處的旋轉(zhuǎn)角度Z大，即：

流量計(jì)信息網(wǎng)內(nèi)容圖片    （2）

采用多項(xiàng)迭代的方法，可編程計(jì)算出在某個(gè)值時(shí)（X 為圓管直徑D的倍數(shù)）滿足一定精度的Sw值：

Sw=be-cX                          （3）

常數(shù)b和c與流體性質(zhì)、雷諾數(shù)和流量有關(guān)，需要通過實(shí)驗(yàn)確定。對于不可壓縮流體，b=0.030——0.085，c=0.10——0.50。一般來說，流量越大，旋轉(zhuǎn)流的衰減越大，由式（3）可以看出，旋轉(zhuǎn)流發(fā)生后的直管段越長，旋轉(zhuǎn)流的強(qiáng)度越弱，對渦輪流量計(jì)精度的影響越小。

結(jié)語

（1）旋轉(zhuǎn)數(shù)Sw與X成指數(shù)關(guān)系，即隨著下游距離X的增加，旋轉(zhuǎn)流強(qiáng)度以指數(shù)方式衰減。指數(shù)系數(shù)c和α值與介質(zhì)的性質(zhì)，雷諾數(shù)等參數(shù)有關(guān)。

（2）對于任一旋轉(zhuǎn)流源，隨著下游距離的增加，在大流量區(qū)旋轉(zhuǎn)流強(qiáng)度衰減速度快，而在小流量區(qū)，旋轉(zhuǎn)流強(qiáng)度衰減速度要慢一些，因此，對小流量的流量計(jì)管道設(shè)計(jì)中需要加長直管段，以減少旋轉(zhuǎn)流對流量計(jì)精度的影響。

（3）不論旋轉(zhuǎn)流的方向如何，流量計(jì)越靠近旋轉(zhuǎn)流源，流量計(jì)的精度δ越差，流量計(jì)精度可以按式（5）進(jìn)行初步預(yù)測。