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上游单弯头和闸阀对涡街流量计测量性能影响

作者:时间:2013-10-26来源:网络收藏


(2)在相同后直管段条件下,随着前直管段的缩短,平均仪表系数逐渐增大,即曲线逐渐上移。

(3)与基准实验相比,直管段长度改变对小流量造成的影响比大流量时要大,即小流量时仪表系数偏差更大。

(4)当前直管段较长时,后直管段对仪表系数的影响不大;随着前直管段逐渐缩短,后直管段越短造成平均仪表系数的偏差越大(见表2)。

表2 实验数据评价
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对于流量小于28m3/h的情况,如图5和图6所示在24m3/h流量点,前直管段越短,仪表系数下降越严重,造成在整个测量范围(24~150m3/h)内仪表系数非线性越严重,即线性度越差。此外,前直管段越短,重复性越差.如表2所示,当流量计上游为时,只有前直管段为20D时能够满足要求。当为全开闸阀时,由于仪表系数非线性严重,所讨论的直管段长度均不能满足测量要求。由于在24m3/h时受安装条件影响已显现出较差的,无法正常工作,因此更低流量点情况在本文不再讨论。

3.3 安装使用建议

表2给出了23组实验的数据记录,并基于第3.1节的评价指标和表3给出的评价方法对数据进行了评价,给出了安装使用的建议.其中“√”表示安装的前后直管段合适;“×”表示安装的前后直管段不合适,上游阻流件对涡街流量计的影响不能忽略。

仅对流量在28~150m3/h情况给出评价结论:根据表3评价方法,如表2所示,对于上游安装,前直管段分别为2D、3D,后直管段分别为3D、5D共4种情况时,弯头对涡街流量计的测量影响不能忽略;对于上游安装全开闸阀,除了以上4种前后直管段组合情况外,当前直管段为5D,后直管段为3D时,闸阀对涡街流量计的测量影响均不能忽略。

表3 评价方法
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4 与国外相关实验数据的比较

将本实验结果与日本国家计量科学研究院Takamto等对涡街流量计安装影响研究的实验结果进行比较,图7所示为涡街流量计在弯头和全开闸阀下游的实验结果,横轴为涡街流量计前直管段长度,以管道直径D为最小单位,纵轴为平均仪表系数的相对误差newmaker.com

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图7 涡街流量计安装条件影响实验数据

1)研究内容不同

Takamto等研究了4种旋涡发生体的涡街流量计在2种安装角度和2个雷诺数下前直管段的影响,图7中所示结果包含了多种因素,是一个综合评价。2个雷诺数分别为3.0×105和7.0×106。

本实验针对一种典型涡街流量计在常规安装角度(水平安装,信号转换器在上方)下不同前后直管段长度组合进行研究,针对性更强.实验雷诺数范围为3.5×104~5.3×105。

2)评价指标不同

Takamto等的研究中只有平均仪表系数的相对误差作为评价指标,且仅给出了相对误差的分布图(图7),没有关注在整个测量范围内仪表系数的特性。

本实验中除关注平均仪表系数相对误差外,还对流量范围内仪表系数的重复性和线性度进行了评价,从图5和图6中可以很直观地看出随流量变化仪表系数的变化规律。

3)结论不同

Takamto等的结论是:当上游存在阻流件时,涡街流量计所需最短上游直管段长度为13D;当上游存在全开闸阀阻流件时,涡街流量计所需最短上游直管段长度为5D。

本实验研究的结论:当流量在28~150m3/h,涡街流量计上游存在单弯头时,其所需最短上游直管段长度为5D,下游直管段长度为3D;上游存在全开闸阀时,涡街流量计所需最短上游直管段长度为5D,下游直管段长度为5D。当流量小于28m3/h时,涡街流量计仪表系数明显下降,已无法正常工作。这说明,阻流件对小流量影响严重,若仍想保证,则需牺牲流量测量范围。

5 结语

通过实流实验定量研究了涡街流量计上游安装单弯头和全开闸阀2种情况时对其的影响。共进行了包括基准实验在内23组实流实验,雷诺数范围为3.5×104~5.3×105。以平均仪表系数的相对误差、仪表系数的线性度和重复性作为评价指标,最终给出了涡街流量计在2种安装条件下的推荐前后直管段长度:

当雷诺数为1.0×105~5.3×105,单弯头时,前直管段长度需满足至少5D,后直管段长度至少3D;全开闸阀时,前直管段长度需满足至少5D,后直管段长度至少5D,此时阻流件对涡街流量计的测量影响才能忽略。

当雷诺数小于1.0×105时,由于小流量点的仪表系数严重减小,造成整个流量范围内涡街流量计的测量性能变差:单弯头时,只有前直管段为20D时可以保证;全开闸阀时,前直管段15D已无法满足精度要求。因此当涡街流量计安装在如弯头、闸阀等非理想管道条件时,其在低雷诺数时的测量性能需要特别关注。(end)
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