LWQ氣體(ti)渦輪流(liu)量計标(biao)定精度(dù)

摘(zhāi) 要(yào)：分析影(yǐng)響氣體(ti)渦輪流(liú)量計标(biao)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(du)的影響(xiǎng) 2.2.1 渦(wō)輪表的(de)流動特(tè)性 當流量(liàng)大于始(shi)動流量(liang)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(zai)測量範(fan)圍内，流(liu)體産生(shēng)的🏃‍♂️阻力(lì)矩 T将成爲(wèi)影響流(liú)量計特(tè)性的主(zhu)要困素(su)。相對來(lai)說，由軸(zhóu)🌍承及其(qi)它機械(xiè)傳動部(bù)件摩擦(ca)産生的(de)機械阻(zu)力🚶矩就(jiù)☁️比較小(xiao)了。以下(xià)讨論中(zhōng)，假定機(ji)械阻力(li)矩爲 0，則儀(yi)表系數(shu)： K=B - C[T/ρQ2 ] （ 1） 式中： Q——管内(nèi)流體的(de)流量； B、 C——常數。 由于(yu)在不同(tóng)的流動(dong)狀态下(xia)，流體産(chan)生阻力(li)的機理(lǐ)不同，效(xiào)果🏒也不(bu)同，所以(yi)對層流(liú)流動狀(zhuang)态和紊(wěn)流流✊動(dong)狀态将(jiāng)分别進(jìn)行讨論(lun)。 區(qū)分層流(liú)流動狀(zhuàng)态和紊(wen)流流動(dòng)狀态必(bi)須引入(rù)雷諾數(shu)（ Re）的(de)概念 Re=4Q/πdν （ 2） 式(shì)中： Q——管内流(liú)體的流(liu)量； d——管道直(zhi)徑； ν——管内流(liu)體的運(yùn)動粘度(dù)。 通(tōng)常 Re≥2320是管内(nei)流動由(yóu)層流流(liu)動狀态(tai)轉變爲(wèi)紊流流(liu)動狀态(tài)的判💜斷(duan)依據。 在層(céng)流流動(dong)狀态時(shí)，流體流(liu)動阻力(lì)矩 T與流體(ti)動力牯(gǔ)度（也稱(cheng)粘度） μ、流體(tǐ)流量 Q成正(zhèng)比，即 T=C1μQ。式中(zhōng)， C1爲(wei)常數，代(dài)入式（ 1）可知(zhi)：若粘度(du)變化，則(zé)儀表系(xi)數 K也随之(zhi)變化；若(ruo)粘度不(bú)變．則 K将随(sui)流量的(de)增加而(er)增加。 在紊(wěn)流流動(dong)狀态時(shí)，流體流(liu)動阻力(li)矩 T與流體(tǐ)密度和(hé) Q2成(chéng)正比．此(ci)時可計(jì)流體粘(zhān)度的影(ying)響．即 T=C2ρQ2，式中(zhōng)， C2爲(wèi)常數，代(dài)入式（ 1）可知(zhī)：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(jié)構參數(shù)有關，而(er)與流量(liang) Q、流(liú)體粘度(du) μ等(deng)參數無(wu)關，可近(jin)似爲常(chang)數。隻有(yǒu)在這種(zhǒng)狀态下(xia)，儀❤️表系(xi)數🤟 K才真正(zhèng)顯示了(le)常數的(de)性質。儀(yi)表系數(shù) K爲(wei)常數的(de)這個區(qu)間，也就(jiù)是該流(liu)量計的(de)測量範(fàn)圍。 2.2.2 溫度、壓(ya)力的變(biàn)化對标(biao)定精度(dù)影響的(de)分析 運動(dong)粘度 ν爲動(dòng)力粘度(du)與流體(ti)密度 ρ的比(bi)值。根據(ju)流體粘(zhan)度與溫(wēn)度之間(jian)的關系(xì)、雷諾數(shù)的定義(yì)及氣體(ti)狀态方(fang)程可知(zhi)，在一定(dìng)的溫度(dù)範圍💃内(nei)，随着溫(wen)度的提(tí)高，在同(tóng)樣流量(liàng)下雷諾(nuò)數也增(zeng)加。根據(ju)層流、紊(wěn)流🈲的判(pàn)定條件(jiàn)可知：溫(wen)度的增(zēng)加，使流(liú)體在較(jiao)小流量(liang)即可🧑🏾‍🤝‍🧑🏼達(da)到紊流(liu)狀态這(zhe)樣，渦輪(lún)表實際(ji)進入精(jing)度💋範圍(wei)的小流(liu)量 Qamin将減小(xiao)。 而(ér)如果溫(wēn)度不變(bian)，随着壓(ya)力的提(tí)高．在同(tóng)樣流量(liàng)下雷諾(nuò)數也增(zēng)加。根據(jù)層流、紊(wěn)流的判(pan)定條件(jian)可知：壓(ya)力的增(zeng)加，使流(liu)體在較(jiao)小流量(liàng)即可達(da)到紊流(liu)狀态，這(zhe)樣流量(liang)計實際(ji)進入精(jing)度範圍(wéi)的小流(liu)量 Qamin将減小(xiǎo)。 2.3 壓(yā)縮系數(shù)的變化(huà)對标定(dìng)精度的(de)影響 壓縮(suō)系數 Z是用(yòng)來衡量(liang)實際氣(qi)體接近(jin)理想氣(qì)體程度(dù)的參數(shù)。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(xiang)。 2.4 速(su)度分布(bù)畸變對(dui)标定精(jing)度的影(yǐng)響 渦輪表(biao)是速度(du)式的流(liú)量測量(liang)儀表，其(qi)儀表特(te)性直接(jiē)受氣體(tǐ)流動狀(zhuàng)态的影(yǐng)響。對其(qi)進口處(chù)的速度(du)分布尤(you)😘爲敏感(gǎn)。進口流(liú)🏃‍♀️速的突(tū)變和流(liú)體的旋(xuan)轉可使(shǐ)測量誤(wu)差達到(dao)不能允(yun)🈲許的程(cheng)度。在标(biao)定中，渦(wō)輪流量(liang)計之前(qian)💋一般有(yǒu)若🏃‍♀️十倍(bèi)管道直(zhi)徑的直(zhí)管段，但(dàn)往往由(yóu)于直管(guǎn)段長度(du)不夠，進(jìn)口處流(liú)體的旋(xuan)轉采能(néng)*消除、或(huò)由于安(ān)裝流量(liang)計時密(mi)封墊片(pian)突出而(er)改變了(le)流體和(he)渦輪葉(yè)片之間(jiān)的角度(du)，這些影(ying)響往往(wang)使儀表(biao)常數變(biàn)化 2%或更多(duō)。 2.5 輔(fu)助測量(liàng)裝置對(dui)标定精(jīng)度的影(yǐng)響 數據的(de)正确采(cǎi)集依賴(lài)于溫度(du)、壓力傳(chuan)感器、定(ding)時器、脈(mo)沖⭐計數(shu)器的選(xuǎn)取及安(ān)裝位置(zhì)的确定(dìng)。如果傳(chuan)感器精(jing)度不👨‍❤️‍👨夠(gou)，則不能(neng)保證測(ce)量值的(de)精度。如(rú)果傳感(gan)器安裝(zhuang)位置不(bu)合适，則(ze)不能正(zhèng)🔞确測量(liang)通過标(biao)準裝置(zhi)及待測(cè)渦輪表(biǎo)的氣體(tǐ)的實際(ji)溫度、壓(ya)🌏力值。且(qiě)可能會(hui)影響氣(qi)♻️體的流(liú)動狀态(tai)，導緻渦(wō)輪表進(jin)口處的(de)😘速度分(fen)布不💛均(jun)🌈，從而影(ying)響标定(ding)的精度(dù)。 2.6 數(shu)據的分(fèn)析處理(lǐ)對标定(ding)精度的(de)影響 因爲(wei)氣體渦(wo)輪流量(liàng)計是計(ji)量一段(duan)時間内(nei)通過他(tā)✔️的氣🌈體(ti)🌍的體積(jī)數，而氣(qì)體體積(ji)又受壓(ya)力、溫度(du)等因素(su)的🌈影響(xiang)，且标準(zhǔn)裝置的(de)示值與(yu)真值還(hái)是有點(diǎn)差異的(de)，所以若(ruo)不充分(fèn)考慮氣(qi)體通過(guo)标準裝(zhuang)置、待測(ce)表時狀(zhuàng)态的差(cha)異以及(ji)标準裝(zhuāng)置自身(shēn)的誤差(chà)等因🧑🏾‍🤝‍🧑🏼素(sù)，所造成(chéng)的誤差(cha)将會很(hen)大。 對于渦(wō)輪表示(shi)值精度(dù)的标定(dìng)一般規(gui)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(diǎn)至少測(ce)試 3次，取 2次相(xiàng)近數據(ju)的平均(jun)值爲測(cè)量值。若(ruo)出現異(yì)常數據(ju)，需⭐增加(jiā)試驗次(ci)數。對于(yu)每個流(liú)量再進(jìn)行如下(xia)的數據(ju)分析，設(she)： V'、 V 分别(bié)爲時間(jiān) t内(nei)實際通(tong)過标準(zhǔn)裝置和(he)待測表(biǎo)的氣體(ti)體積； V、 Vc 分别爲(wèi)時間 t内标(biao)準裝置(zhì)和待測(cè)表的體(ti)積示數(shu)； P、 Pc 分别(bie)爲通過(guò)标準裝(zhuāng)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(ti)溫度； ZN、 Zc 分别爲(wèi)通過标(biāo)準裝置(zhi)和待測(cè)的氣體(ti)壓縮系(xi)數； △ P 爲待測(cè)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(zhǔn)裝置與(yu)待測表(biao)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(shu) VN與(yu)實際通(tong)過他的(de)氣體體(ti)積 V' 相比所(suǒ)得的示(shi)值相對(dui)誤差。 fc 爲在(zài)某流量(liàng)點待測(ce)表的體(tǐ)積示數(shù) Vc與(yǔ)實際通(tōng)過他的(de)氣體體(ti)積 V相比所(suo)得的示(shi)值相對(duì)誤差。 由氣(qì)體狀态(tai)方程可(kě)得： 标準裝(zhuang)置 PNV'/TN=ZNmR （ 3） 待測(ce)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(zài)，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(biāo)準裝置(zhì)自身誤(wù)差的存(cun)在，造成(chéng)的誤差(chà)爲 fN×*，所以必(bì)須考慮(lǜ)氣體通(tōng)過标準(zhǔn)裝置和(hé)待測表(biǎo)時溫度(dù)、壓力的(de)差異以(yi)及标準(zhun)裝置自(zì)身的誤(wu)差。 3 提高标(biāo)定精度(dù)的方法(fǎ) 3.1 合(hé)理選擇(zé)标準裝(zhuāng)置 由于标(biao)準渦輪(lun)表本身(shen)的特點(dian)，它本身(shen)需要每(měi)年進行(háng)檢定，當(dāng)⛷️需标定(dìng)的渦輪(lun)表口徑(jing)較小時(shi)（小于 100mm），就不(bú)宜選用(yong)渦輪表(biǎo)作爲标(biāo)準表。 鑒于(yú)流量越(yuè)小，雷諾(nuò)數越小(xiao)，則忽略(luè)氣體粘(zhān)性造成(cheng)⭐的誤差(cha)越太，所(suǒ)以音速(sù)噴嘴标(biao)準裝置(zhì)隻适合(he)标定大(dà)流量、大(da)口徑的(de)渦輪表(biao)。保證喉(hou)徑的加(jia)工精度(dù)，選擇高(gāo)精度的(de)時間測(ce)量裝置(zhi)都🚶是十(shí)分必要(yao)的。爲使(shǐ)🔞容器氣(qì)體溫度(dù)盡快均(jun1)勻穩定(dìng)，還應在(zài)容器内(nei)加裝攪(jiǎo)拌機。 一般(ban)用鍾罩(zhào)來标定(ding)小口徑(jìng)、小流量(liàng)渦輪表(biao)，且選擇(zé)鍾罩時(shí)其容積(ji)一定要(yào)足夠大(dà)，以保證(zheng)大流量(liang)點标定(ding)的精度(du)㊙️。爲了保(bǎo)證水質(zhi)的清潔(jié)，鍾罩内(nèi)的水應(yīng)每天更(geng)換🧑🏾‍🤝‍🧑🏼。當鍾(zhong)罩鼓起(qi)後，爲了(le)使鍾罩(zhào)内氣體(tǐ)溫度均(jun)勻，鍾罩(zhào)充滿氣(qi)後，應等(deng)待 5min之後才(cái)能開始(shi)試驗。另(ling)外，鍾罩(zhao)與音速(sù)噴嘴作(zuò)爲标準(zhun)❌裝置還(hai)需利用(yong)空調、幹(gàn)燥器等(děng)設旋保(bǎo)證标定(ding)所需的(de)标準環(huan)境。 3.2 消除标(biāo)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(zheng)标♉準裝(zhuang)置、待測(ce)渦輪表(biǎo)不在單(dan)方向受(shòu)熱（如太(tài)陽的☂️輻(fú)射、加熱(rè)器或👈其(qí)他熱源(yuan)）。試驗室(shi)中的溫(wēn)度變化(hua)不得超(chao)過 20±5℃ 的(de)溫度範(fan)圍。由于(yú)渦輪表(biǎo)進入精(jīng)度的流(liu)量範圍(wéi)與表壓(ya)及當地(dì)的大氣(qi)壓力有(you)關，所應(yīng)明确指(zhi)出标定(ding)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(xiǎng) 爲(wèi)了有效(xiao)地消除(chú)旋轉流(liú)．應在渦(wō)輪表前(qián)安裝必(bì)要的🔞直(zhí)管段，且(qiě)在渦輪(lún)表前加(jia)裝整流(liu)器，并保(bao)證管道(dao)及流量(liàng)計密封(fēng)墊片良(liáng)好定位(wèi)，不使突(tu)出。爲了(le)保證流(liú)體的🙇‍♀️正(zheng)常流動(dòng)特性，消(xiao)除流量(liang)計後的(de)各種管(guǎn)件、閥門(men)的不良(liáng)影響，流(liú)量計後(hou)也㊙️應保(bǎo)證至少(shao) 5倍(bèi)以上管(guan)道直徑(jing)的直管(guǎn)段。 3.4 消除輔(fǔ)助測量(liàng)裝置方(fang)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(she)施，其精(jīng)度🌈必須(xu)高于待(dài)測渦輪(lun)表所需(xū)精度 l~2級，且(qiě)安裝位(wèi)置應合(hé)适。 3.5 數據的(de)分析處(chù)理 計算待(dai)測表的(de)誤差必(bi)須考慮(lǜ)氣體通(tōng)過标準(zhun)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(zì)身的誤(wu)差。若忽(hū)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(dé)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(kǒu)徑、小流(liu)量的渦(wo)輪表應(yīng)選用鍾(zhong)罩标準(zhun)裝置，标(biāo)🔆定大✨口(kǒu)徑、大流(liú)量的渦(wo)輪表應(ying)選用音(yin)速噴嘴(zuǐ)，對于口(kou)徑爲 100mm以及(jí)大于 100mm的渦(wo)輪流量(liàng)計也可(kě)選用标(biāo)準渦輪(lún)表作爲(wèi)标準裝(zhuāng)🐕置，但每(měi)年需重(zhòng)新檢定(dìng) 1次(cì)。 （ 2）合理(lǐ)設計标(biāo)定系統(tǒng)，保證氣(qì)體渦輪(lun)流量計(ji)有足夠(gou)的前後(hou)直管段(duàn)，如受管(guǎn)線的限(xiàn)制使直(zhí)管段長(zhang)度不夠(gou)，則應在(zai)流量❤️計(ji)前加裝(zhuāng)🔞整流器(qì)。氣質較(jiao)髒時，應(ying)加裝過(guo)濾器，避(bì)免雜質(zhi)對✨系統(tǒng)的影響(xiang)。當氣質(zhi)的含水(shui)量較大(dà)時🈲．應加(jia)裝脫水(shui)幹燥裝(zhuāng)置。 （ 3）選(xuan)擇設計(jì)方案，選(xuǎn)擇高精(jing)度的溫(wēn)度、壓力(li)傳感器(qì)、定時🔆裝(zhuang)置等🤞輔(fǔ)助設旋(xuán)，其精度(dù)必須高(gāo)于待測(cè)渦輪表(biǎo)所需精(jing)度 1~2級，将系(xì)統誤差(cha)降爲小(xiǎo)。 （ 4）嚴格(ge)按操作(zuo)規程進(jin)行标定(dìng)，滿足标(biao)定所需(xu)要的溫(wen)度、壓力(lì)、濕度等(děng)環境條(tiao)件。 （ 5）正(zheng)确處理(lǐ)數據，充(chong)分考慮(lü)氣體通(tong)過标準(zhun)裝置、待(dài)測表時(shí)🔴狀态🌈的(de)差異以(yǐ)及标準(zhun)裝置自(zi)身的誤(wù)差。标準(zhun)裝置應(ying)認真維(wei)護，并依(yī)照🏃‍♂️技術(shu)*的規定(ding)定期進(jìn)行檢定(ding)。