您好,歡迎您!

官方微信|加入收藏|聯係AG娛樂客戶端|

渦街流量計

產品中心

聯係AG娛樂客戶端

熱銷產品

測壓、測溫元件對渦街流量計計量的影響

來源:作者:發表時間:2017-10-24 14:47:12

 摘要: 在對渦街流量計檢定時,可能需要使用測壓、測溫元件去測量流經流量計的流體溫度、壓力,以保證流量計計量的準確性。然而部分插入式測壓、測溫元件是需要插入流體中,這樣相當於在流量計的渦街發生體後麵的旋渦中在放置了一鈍體,此鈍體可能會影響已經形成的旋渦,也可能會影響旋渦脫落的頻率,從而有可能影響流量計的計量性能。

 
1 概述
        流體流經靜止的鈍物體時,會在物體後麵形成規則的旋渦脫落。自從 1878 年 Vincenc Strouhal測量出旋渦脫落頻率和1911 年 Von Karman 研究雙排旋渦脫落的穩定性分析以來,旋渦脫落變成了流體力學的基本問題。然而渦街流量計正是利用了這個原理,流體流過旋渦發生體時,會在發生體下遊兩側交替地分離釋放出兩列有規律的交錯排列的旋渦,即卡門渦街,並使用傳感器測出旋渦脫落的頻率,通過式 (1):
20171024144759.jpg
        進行換算,以達到對流量的計量 (式中,b 為發生體的寬度; u 為流經流量計的流體平均速度; f 為旋渦的頻率; Sr 為斯特羅哈爾數) [2] 。根據 JJG1029—2007 渦街流量計檢定規程的要求,在對渦街流量計檢定或校準的過程中,如需要測量流經流量計的流體溫度或者流體壓力時,可以在流量計下遊 (2 -5)D 或者 (2 - 7)D 處分別設置測溫孔、測壓孔(其中 D 為流量計口徑) (圖 1)。在實際工作中,對渦街流量計檢測時,測溫或測壓都是使用傳感器,而且大多數的傳感器是需要插入管道內部; 如果進行此操作,相當於在流量計渦街發生體的後麵旋渦中在放置了一鈍體,此鈍體可能會影響已經形成的旋渦,也可能會影響旋渦脫落的頻率,從而有可能影響流量計的計量性能。本文就是研究測溫、測壓傳感器安裝的位置 l,以及和旋渦發生體形成的角度 α 對渦街流量計計量性能的影響 (圖 2)。
渦街流量計和測溫、測壓元件示意圖
旋渦流量計和測溫、測壓元件之間參數關係
2 實驗模型和實驗參數
        選擇一由上海橫河生產的精度1. 0 級、口徑為DN50 的渦街流量計做實驗,根據說明書,流量計的可測範圍為 2. 2 ~ 73 m 3 /h、可保證精度的測量範圍為 3. 3 ~ 73 m 3 /h [2] ,流量計的輸出方式設置為脈衝輸出; 另外,選擇一長度 15 cm,直徑為 6mm 的不鏽鋼小圓柱,用作模擬插入式測壓、測溫元件 (以下簡稱為模擬元件),以方便實驗。在進行實驗前,先使用若幹模擬元件將管道上的小孔堵住,密封以防止漏水,但模擬元件不得插入管道中,保證模擬元件的一端和管道壁平齊,並在模擬元件上做好記號,以保證重複實驗時,對實驗結果的影響盡量減小到好小。實驗時,先對無模擬元件影響的狀態進行檢測,流量點為q max 和0. 40q max (其中 q max =20. 0 m 3 /h),每個流量點測量 5 次,取平均值進行比較。在 α 分別選擇了 0°、45°、90°三個不同角度時,在渦街流量計下遊 1D ~ 7D 的距離插入模擬元件,插入深度為0. 5D,測量各種實驗狀態下渦街流量計各流量點的 K 係數,以研究 l,α 對實驗結果的影響。實驗裝置如圖3 所示,按照 JJG 1029—2007 《渦街流量計檢定規程》的要求進行檢定。
QQ截圖20171024145115.jpg
3 參數 l、α 對渦街流量計示值誤差的影響
        通過測量,取得各種實驗狀態下的 K 係數,選擇無模擬元件影響的實驗 K 係數為基礎數據,與其他實驗狀態下的實驗結果進行對比。
α =0°,測壓、測溫元件位於不同位置時,流量點 K 係數相對示值誤差的比較
        如圖 4 所示,圖中橫坐標為 0,表示無模擬元件影響,1D ~7D 表示模擬元件所放的位置,縱坐標表示渦街流量計 K 係數的相對示值誤差。從圖 4(a) 中可以看出,當 α = 0°、流量點 Q = 8 m 3 /h,模擬元件在3D ~7D 時,對流量計的 K 係數影響比較大,好大影響接近 0. 2%。而當流量增加至 Q =20 m 3 /h 時,模擬元件對流量計 K 係數影響比較平穩,保持在 ±0. 1%以內。
 
        當 α 增加至 45°,流量點 Q =8 m 3 /h,模擬元件位於不同位置時,K 係數的相對示值誤差位於±0. 1%之間,表示模擬元件放置不同位置,可以導致 K 係數變大或變小 (圖 5 (a))。在大流量情況下 (Q =20 m 3 /h),從圖5 (b) 中,可以發現 K係數幾乎都是比實際值變大的,且變化幅度基本位於 0% ~0. 1%範圍。
α =45°,測壓、測溫元件位於不同位置時,流量點 K 係數相對示值誤差的比較
        繼續增大 α 至 90°,即模擬元件和渦街發生體相互垂直。從圖 6(a) 中可以看出,當流量點Q =8 m 3 /h,模擬元件位於不同位置時,K 係數的相對示值誤差波動很大,好大變化多至 0. 25%。當流量 Q為 20 m 3 /h,模擬元件位於 1D 處時,K 係數相對示值誤差減小約 0. 2%;而在 2D ~7D 處,K 係數變化平穩,相對示值誤差位於 -0. 15% ~ 0% 範圍,即說明流量計的 K 係數比實際值變小。
α =90°,測壓、測溫元件位於不同位置時,流量點 K 係數相對示值誤差的比較
        從以上的實驗結果中可以分析出,在大流量(Q =20 m 3 /h) 情況下,在流量計下遊 2D ~7D 位置處安裝測壓、測溫元件對流量計 K 係數影響比較平穩,且變化不大; 而在流量點 0. 4Q max 條件下(Q = 8 m 3 /h),K 係數變化幅度很大,且變化不均勻。
 
4 參數 l、α 對渦街流量計流量點重複性的影響
        從圖 7 中可以看出,當 α = 0° 時,不論在0. 4Q max =8 m 3 /h,還是 Q max =20 m 3 /h 條件下,流量點的重複性很穩定,這說明模擬元件在各安裝點對流量計重複性的影響是有限的。
α =0°,測壓、測溫元件位於不同位置時,流量計各流量點重複性的比較
α =45°,測壓、測溫元件位於不同位置時,流量計各流量點重複性的比較
α =90°,測壓、測溫元件位於不同位置時,流量計各流量點重複性的比較
        當 α 變化時,不論是在 45°,還是 90°,各流量點的重複性都稍有波動,但是不論怎麽變化,都是符合檢定要求的 (圖 8,圖 9),即: 流量計的重複性不得超過相應準確度等級規定的好大允許誤差絕對值的 1/3。
 
5 結束語
        由以上實驗結果可以看出,在大流量 Q max =20 m 3 /h條件下,測壓、測溫元件安裝位於2D ~7D位置時,對渦街流量計 K 係數的影響比較平穩;而在流量點 Q = 8 m 3 /h 時,渦街流量計 K 係數的波動比較大,可能會導致流量計的 K 係數有一定的偏差。在同一管道中,當流量增大時,瞬間流速隨著增加,經過旋渦發生體時,產生旋渦的能量也隨之增加,這樣傳感器就會接收到很強的信號,即使測壓、測溫元件的存在會對已形成的旋渦有一定的影響,但這個影響也是小範圍的。然而當流量降低時,隨之旋渦能量降低,傳感器接收到的信號也會減弱,此時測壓、測溫元件對旋渦的影響有了一定的突顯,導致所測量的 K 係數與實際值之間存在了一定的誤差。當這個誤差達到一定程度,會影響一個流量計的檢定結果。
 
作者:渦街流量計
版權屬於:寧波市計量測試研究院【陳野軍,馬 俊】
轉載本文一定要注明版權,否則可能需要承擔法律責任。
相關推薦:頂裝磁翻板液位計孔板流量計金屬管浮子流量計電磁流量計帶遠傳磁翻板液位計雷達物位計 上海自動化儀表三廠
AG亚洲国际游戏app w66利来AG旗舰厅手机版下载 AGingames 真人AG视讯 AG亚游积分贷 AG亚洲游只为非凡 AG8国际登录