上游单弯头和闸阀对涡街流量计测量性能影响
(2)在相同后直管段条件下,随着前直管段的缩短,涡街流量计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
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,给出了安装使用涡街流量计的建议.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,对于上游安装单弯头,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
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

图7 涡街流量计安装条件影响实验数据
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:当上游存在单弯头阻流件时,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,阻流件对小流量测量性能影响严重,若仍想保证测量精度,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种情况时对其测量性能的影响。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时可以保证测量精度;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) 热式质量流量计相关文章:热式质量流量计原理 流量计相关文章:流量计原理
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