LWQ氣體(ti)渦輪流(liu)量計标(biāo)定精度(du)

摘(zhai) 要(yao)：分析影(ying)響氣體(ti)渦輪流(liú)量計标(biāo)定精度(dù)的各種(zhong)因素，并(bìng)提出了(le)解決的(de)方法。 影響(xiang)标定精(jing)度的因(yin)素 2.2 标定壓(ya)力與标(biao)定溫度(dù)的影響(xiang) 2.2.1 渦(wō)輪表的(de)流動特(tè)性 當流量(liang)大于始(shǐ)動流量(liàng)值後，随(suí)着流量(liang)的增加(jia)，渦輪旋(xuan)轉角速(sù)度也将(jiang)增大。在(zài)測量範(fàn)圍内，流(liu)體産生(sheng)的⭐阻力(li)💃矩 T将成爲(wei)影響流(liú)量計特(tè)性的主(zhu)要困素(sù)。相對來(lái)說，由軸(zhóu)承及其(qí)它機械(xiè)傳動部(bù)件摩擦(cā)産生的(de)機械阻(zǔ)力矩就(jiù)比較小(xiǎo)了。以下(xia)讨論中(zhōng)，假定機(jī)械阻力(lì)矩爲 0，則儀(yi)表系數(shù)： K=B - C[T/ρQ2 ] （ 1） 式中： Q——管内(nèi)流體的(de)流量； B、 C——常數。 由于(yú)在不同(tong)的流動(dong)狀态下(xià)，流體産(chǎn)生阻力(lì)的機理(lǐ)不同，效(xiào)果也不(bu)同，所以(yǐ)對層流(liu)流動狀(zhuang)态和紊(wen)流流🏃‍♂️動(dong)狀态将(jiang)分别🤩進(jìn)行讨論(lùn)🤩。 區(qū)分層流(liú)流動狀(zhuàng)态和紊(wěn)流流動(dòng)狀态必(bi)須引入(rù)雷諾♈數(shù)（ Re）的(de)概念 Re=4Q/πdν （ 2） 式(shi)中： Q——管内流(liú)體的流(liú)量； d——管道直(zhi)徑； ν——管内流(liu)體的運(yun)動粘度(du)。 通(tōng)常 Re≥2320是管内(nei)流動由(yóu)層流流(liú)動狀态(tai)轉變爲(wèi)紊流流(liú)動狀❗态(tai)的判斷(duàn)✔️依據。 在層(céng)流流動(dong)狀态時(shi)，流體流(liú)動阻力(lì)矩 T與流體(ti)動力牯(gu)度（也稱(cheng)粘度） μ、流體(tǐ)流量 Q成正(zheng)比，即 T=C1μQ。式中(zhōng)， C1爲(wèi)常數，代(dai)入式（ 1）可知(zhī)：若粘度(du)變化，則(ze)儀表系(xi)數 K也随之(zhī)變化；若(ruo)粘度不(bú)變．則 K将随(suí)流量的(de)增加而(ér)增加。 在紊(wěn)流流動(dong)狀态時(shí)，流體流(liú)動阻力(lì)矩 T與流體(tǐ)密度和(hé) Q2成(cheng)正比．此(ci)時可計(ji)流體粘(zhan)度的影(yǐng)響．即 T=C2ρQ2，式中(zhong)， C2爲(wèi)常數，代(dài)入式（ 1）可知(zhi)：在紊流(liú)流動狀(zhuàng)态時，儀(yi)表系數(shù) K僅(jǐn)與儀表(biǎo)本身結(jie)構參數(shù)有關，而(ér)與流量(liàng) Q、流(liu)體粘度(dù) μ等(deng)參數無(wú)關，可近(jìn)似爲常(chang)數。隻有(yǒu)在這種(zhǒng)狀态下(xià)，儀表🏃‍♀️系(xì)數 K才真正(zheng)顯示了(le)常數的(de)性質。儀(yí)表系數(shu) K爲(wèi)常數的(de)這個區(qu)間，也就(jiu)是該流(liú)量計的(de)測量範(fàn)圍。 2.2.2 溫度、壓(yā)力的變(bian)化對标(biao)定精度(du)影響的(de)分析 運動(dòng)粘度 ν爲動(dòng)力粘度(dù)與流體(ti)密度 ρ的比(bi)值。根據(jù)流體粘(zhan)度與溫(wēn)度之間(jian)的關系(xi)、雷諾數(shu)♊的定💃🏻義(yì)及氣體(ti)狀态方(fāng)程可知(zhi)，在一定(dìng)的溫度(dù)範圍❓内(nèi)，随🥰着溫(wen)度的🔱提(ti)高，在同(tóng)樣流量(liàng)下雷諾(nuo)數也增(zeng)加。根據(jù)層流、紊(wěn)流的判(pan)定條件(jiàn)可知：溫(wen)度的增(zeng)加，使流(liu)體在較(jiao)小流量(liang)即可達(dá)到紊流(liu)狀态這(zhè)樣，渦輪(lun)表實際(jì)進入精(jing)度範圍(wéi)的小流(liú)量 Qamin将減小(xiǎo)。 而(ér)如果溫(wēn)度不變(bian)，随着壓(ya)力的提(ti)高．在同(tong)樣流量(liang)下✨雷♍諾(nuo)數🚶也增(zeng)加。根據(ju)層流、紊(wen)流的判(pan)定條件(jiàn)可知：壓(ya)力的增(zēng)加，使流(liu)體在較(jiao)小流量(liang)即可達(da)到紊流(liu)狀态，這(zhè)樣流☎️量(liàng)計實際(ji)進入精(jīng)度範圍(wéi)的小🤩流(liu)量 Qamin将減小(xiǎo)。 2.3 壓(ya)縮系數(shù)的變化(hua)對标定(dìng)精度的(de)影響 壓縮(suō)系數 Z是用(yong)來衡量(liang)實際氣(qi)體接近(jìn)理想氣(qì)體程度(dù)的參數(shu)。通常标(biāo)🎯定溫度(dù)爲常溫(wēn)、标定壓(ya)力不會(huì)太高，可(ke)以不考(kǎo)慮 Z的影響(xiǎng)。 2.4 速(sù)度分布(bu)畸變對(duì)标定精(jīng)度的影(ying)響 渦輪表(biǎo)是速度(du)式的流(liu)量測量(liàng)儀表，其(qí)儀表特(tè)性直接(jie)受氣體(ti)流動狀(zhuàng)态的影(ying)響。對其(qi)進口處(chu)的速度(dù)分布尤(you)🈚爲敏感(gan)。進口流(liu)速的突(tu)變和流(liú)體的旋(xuan)轉可使(shǐ)測量誤(wù)差達到(dao)不能允(yǔn)🈲許的程(cheng)💃度。在标(biao)🔅定中，渦(wo)輪流量(liang)計之前(qian)一般有(yǒu)若十倍(bèi)管道🔅直(zhi)徑的直(zhi)管段，但(dan)往⭕往由(yóu)于直管(guan)段長度(dù)不夠，進(jin)口處流(liú)體的旋(xuán)轉采能(neng)*消除、或(huo)由于安(an)🌈裝流量(liang)計時密(mì)封墊片(pian)突出而(ér)改變了(le)流體和(hé)渦輪葉(yè)☎️片之間(jian)🎯的角度(dù)，這🌏些影(ying)響往往(wǎng)使儀表(biǎo)常數變(bian)化 2%或更多(duō)。 2.5 輔(fu)助測量(liang)裝置對(dui)标定精(jīng)度的影(ying)響 數據的(de)正确采(cǎi)集依賴(lài)于溫度(dù)、壓力傳(chuan)感器、定(dìng)時器、脈(mo)沖計數(shù)器的選(xuan)取及安(an)裝位置(zhi)的确定(dìng)。如果傳(chuán)感器精(jing)度不🔴夠(gòu)，則不能(neng)保證測(ce)量值的(de)精度。如(ru)果傳感(gǎn)器安裝(zhuang)位置不(bu)合适，則(ze)不能正(zheng)确測量(liang)通過标(biāo)準裝置(zhì)及待測(cè)渦輪表(biao)的氣體(ti)的實際(jì)溫度、壓(ya)力值。且(qiě)可能會(huì)影響氣(qì)體的流(liu)動狀态(tài)，導緻渦(wo)輪表進(jìn)口處的(de)速度分(fen)布不均(jun)，從而影(yǐng)響标定(dìng)的精度(dù)。 2.6 數(shu)據的分(fèn)析處理(lǐ)對标定(dìng)精度的(de)影響 因爲(wèi)氣體渦(wo)輪流量(liàng)計是計(ji)量一段(duàn)時間内(nèi)通過他(tā)的氣㊙️體(tǐ)♻️的體積(ji)數，而氣(qì)體體積(jī)又受壓(yā)力、溫度(du)等因素(sù)的影響(xiǎng)🏃‍♀️，且标💔準(zhǔn)裝置的(de)示值與(yu)真值還(hai)是有點(dian)差異的(de)，所以若(ruò)不充分(fèn)考慮氣(qì)體☂️通過(guo)标🔞準裝(zhuang)置、待測(ce)表時狀(zhuang)态的差(cha)異以及(jí)标準裝(zhuāng)置自身(shēn)的誤差(chà)等因📞素(su)，所造成(chéng)的誤差(chà)将會很(hěn)大。 對于渦(wo)輪表示(shì)值精度(du)的标定(ding)一般規(guī)定在下(xià)述流量(liang)進行，即(ji)🙇🏻 Qmin 、 0.05 Qmax、 0.1 Qmax、 0.25 Qmax、 0.4 Qmax、 0.7 Qmax和 Qmax。若 0.05 Qmax和 0.1 Qmax小于 Qmin，則該(gai)流量點(dian)取消。一(yī)般同 *量點(dian)至少測(cè)試 3次，取 2次相(xiang)近數據(jù)的平均(jun1)值爲測(cè)量值。若(ruo)出現異(yi)常數據(jù)，需增👣加(jiā)試驗👉次(ci)數。對于(yú)每個流(liú)量再進(jìn)行如下(xià)的數據(jù)分析，設(she)： V'、 V 分别(bié)爲時間(jiān) t内(nei)實際通(tong)過标準(zhun)裝置和(he)待測表(biǎo)的氣體(tǐ)體積； V、 Vc 分别爲(wei)時間 t内标(biāo)準裝置(zhi)和待測(cè)表的體(ti)積示數(shù)； P、 Pc 分别(bié)爲通過(guò)标準裝(zhuang)置和待(dai)測表的(de)氣體壓(yā)力； TN、 Tc 分(fen)别爲通(tong)過标準(zhǔn)裝置和(hé)待測表(biao)的氣體(tǐ)溫度； ZN、 Zc 分别爲(wèi)通過标(biao)準裝置(zhì)和待測(cè)的氣體(tǐ)壓縮系(xi)數； △ P 爲待測(ce)表與标(biāo)準裝置(zhì)之間的(de)氣體壓(yā)力差， △ P=Pc - PN； △ T 爲标準(zhun)裝置與(yǔ)待測表(biǎo)之間的(de)氣體溫(wēn)度差， △ T=TN - Tc； fN 爲在某(mou)流量點(diǎn)标準裝(zhuāng)置的體(tǐ)積示數(shù) VN與(yu)實際通(tōng)過他的(de)氣體體(tǐ)積 V' 相比所(suo)得的示(shì)值相對(duì)誤差。 fc 爲在(zài)某流量(liàng)點待測(ce)表的體(tǐ)積示數(shu) Vc與(yu)實際通(tōng)過他的(de)氣體體(tǐ)積 V相比所(suǒ)得的示(shì)值相對(dui)誤差。 由氣(qi)體狀态(tài)方程可(kě)得： 标準裝(zhuang)置 PNV'/TN=ZNmR （ 3） 待測(cè)表 PcV/Tc=ZcmR （ 4） 當 △ P、 △ T較小時(shi)，把一次(cì)項後的(de)誤差計(jì)算舍去(qu)，由上式(shì)可知：忽(hū)略 △ P的存在(zai)，造成的(de)誤差爲(wèi)（ △ P/PN） ×*；忽略(lue) △ T的(de)存在，造(zao)成的誤(wu)差爲（ △ T/TN） ×*；忽略标(biao)準裝置(zhì)自身誤(wu)差的存(cun)在，造成(cheng)的誤差(cha)爲 fN×*，所以必(bi)須考慮(lü)氣體通(tong)過标準(zhǔn)裝置和(he)待測表(biǎo)時溫😘度(dù)、壓力的(de)差🔞異以(yi)及标準(zhun)裝置自(zi)身的誤(wu)差。 3 提高标(biāo)定精度(du)的方法(fa) 3.1 合(hé)理選擇(zé)标準裝(zhuāng)置 由于标(biao)準渦輪(lún)表本身(shēn)的特點(dian)，它本身(shēn)需要每(měi)年進行(háng)檢🏃🏻定，當(dang)需标定(dìng)的渦輪(lún)表口徑(jìng)較小時(shí)（小于 100mm），就不(bú)宜選用(yòng)渦輪表(biǎo)作爲标(biāo)準表。 鑒于(yú)流量越(yue)小，雷諾(nuò)數越小(xiǎo)，則忽略(luè)氣體粘(zhan)性造成(cheng)的誤差(chà)越太，所(suo)以音速(sù)噴嘴标(biāo)準裝置(zhì)隻适合(hé)标定👌大(da)流量、大(dà)口徑的(de)渦輪表(biǎo)🌈。保證喉(hou)徑的加(jiā)工精度(dù)，選擇高(gao)精度的(de)時間測(ce)量裝置(zhi)都是十(shi)分必要(yào)的。爲使(shi)容器氣(qì)體溫度(dù)盡快均(jun)勻穩定(ding)⛹🏻‍♀️，還應在(zài)容器内(nei)加裝攪(jiǎo)拌機。 一般(ban)用鍾罩(zhào)來标定(dìng)小口徑(jìng)、小流量(liang)渦輪表(biao)，且選擇(zé)鍾罩☁️時(shí)其容積(jī)一定要(yào)足夠大(dà)，以保證(zhèng)大流量(liàng)點标定(ding)的精度(dù)。爲了📐保(bǎo)證水質(zhì)的清潔(jié)，鍾罩内(nei)的水應(yīng)每天更(gèng)換。當鍾(zhōng)罩鼓起(qǐ)後，爲了(le)使鍾罩(zhào)内⭐氣體(tǐ)溫度均(jun)勻，鍾罩(zhào)充滿氣(qì)後，應等(děng)待 5min之後才(cai)能開始(shǐ)試驗。另(lìng)外，鍾罩(zhào)與音速(sù)噴嘴作(zuo)爲标準(zhǔn)裝👉置還(hái)需利用(yong)空調、幹(gan)燥器等(děng)設旋保(bǎo)證标定(dìng)所需的(de)⛹🏻‍♀️标準環(huan)境。 3.2 消除标(biao)定壓力(li)與标定(dìng)溫度的(de)影響 标定(ding)裝置必(bi)須立于(yu)空間足(zú)夠大的(de)試驗室(shi)内，保證(zhèng)标準裝(zhuang)置、待測(cè)渦輪表(biǎo)不在單(dan)方向受(shòu)熱（如太(tài)陽的輻(fú)射、加熱(re)器或其(qí)他熱源(yuan)💯）。試驗室(shì)中的溫(wen)度變化(hua)不🥰得超(chao)過 20±5℃ 的(de)溫度範(fan)圍。由于(yú)渦輪表(biao)進入精(jing)度的流(liú)量範圍(wéi)與表壓(ya)🌈及當地(di)的大氣(qi)壓力有(yǒu)關，所應(ying)明确指(zhi)出标定(dìng)時的表(biǎo)壓及當(dāng)🈲地的大(dà)氣壓力(li)。 3.3 消(xiāo)除标定(ding)系統中(zhong)管路設(shè)計方面(mian)的影響(xiang) 爲(wei)了有效(xiao)地消除(chu)旋轉流(liu)．應在渦(wo)輪表前(qian)安裝必(bi)要的直(zhí)管✨段👄，且(qiě)在渦輪(lun)表前加(jiā)裝整流(liu)器，并保(bǎo)證管道(dao)及流量(liàng)計密封(fēng)墊片良(liáng)好定位(wèi)，不使突(tū)出。爲了(le)保證流(liú)體的正(zhèng)常流動(dòng)特性🔅，消(xiāo)除流量(liang)計後的(de)各種管(guǎn)件、閥門(men)的不良(liang)影響，流(liú)💜量計後(hòu)也應保(bao)證至少(shǎo) 5倍(bei)以上管(guan)道直徑(jìng)的直管(guǎn)段。 3.4 消除輔(fǔ)助測量(liang)裝置方(fāng)面的影(ying)響 選擇高(gāo)精度的(de)溫度、壓(ya)力傳感(gan)器、定時(shi)裝置等(děng)輔助設(shè)施，其精(jīng)度必須(xu)高于待(dài)測渦輪(lún)表所需(xū)精度 l~2級，且(qiě)安裝位(wei)置應合(hé)适。 3.5 數據的(de)分析處(chu)理 計算待(dai)測表的(de)誤差必(bì)須考慮(lǜ)氣體通(tong)過标準(zhǔn)裝置和(hé)待測表(biao)時溫度(dù)、壓力的(de)差異以(yi)及标準(zhǔn)裝置自(zi)身的誤(wù)差。若忽(hu)略通過(guò)标準裝(zhuang)置和待(dài)測表的(de)氣體壓(yā)縮系數(shu)的差異(yi)㊙️，可求得(de)待測渦(wo)輪表在(zài)某 *量點的(de)相對示(shì)值誤差(cha)。 4 結(jie)論 （ 1）标(biao)定小口(kou)徑、小流(liu)量的渦(wo)輪表應(yīng)選用鍾(zhong)罩标準(zhun)裝置，标(biao)定大口(kǒu)徑、大流(liu)量的渦(wō)輪表應(yīng)選用音(yin)速噴嘴(zuǐ)♍，對于口(kou)徑爲 100mm以及(ji)大于 100mm的渦(wo)輪流量(liàng)計也可(kě)選用标(biao)準渦輪(lún)表作爲(wei)标準裝(zhuāng)置，但📐每(mei)🚶‍♀️年需😘重(zhong)新檢定(ding) 1次(cì)。 （ 2）合理(li)設計标(biāo)定系統(tǒng)，保證氣(qì)體渦輪(lún)流量計(jì)有足夠(gou)🐪的前後(hòu)直管段(duàn)，如受管(guǎn)線的限(xian)制使直(zhí)管段長(zhang)度不🏃‍♂️夠(gòu)，則應在(zài)流量計(ji)前加裝(zhuang)整流器(qi)。氣質較(jiao)髒時，應(ying)加♈裝過(guò)濾器，避(bì)免雜質(zhì)對🈲系統(tong)的影響(xiǎng)。當氣質(zhì)的含水(shui)❤️量較大(dà)時🐇．應加(jiā)裝脫水(shui)幹燥裝(zhuang)置。 （ 3）選(xuǎn)擇設計(ji)方案，選(xuǎn)擇高精(jing)度的溫(wēn)度、壓力(lì)傳感器(qì)、定🔆時裝(zhuāng)置等輔(fǔ)🧡助設旋(xuan)，其精度(dù)必須高(gāo)于待測(ce)渦輪表(biǎo)所需精(jing)度 1~2級，将系(xì)統誤差(cha)降爲小(xiao)。 （ 4）嚴格(ge)按操作(zuo)規程進(jin)行标定(ding)，滿足标(biāo)定所需(xu)要的溫(wen)度、壓力(li)、濕度等(deng)環境條(tiao)件。 （ 5）正(zheng)确處理(lǐ)數據，充(chong)分考慮(lǜ)氣體通(tong)過标準(zhǔn)裝置、待(dai)測表時(shí)狀态的(de)差異以(yi)及标準(zhun)裝置自(zì)身的誤(wu)差。标準(zhǔn)裝置應(yīng)認真維(wéi)護，并依(yī)照技術(shù)*的規定(ding)定期進(jin)行檢定(ding)。