摘要:通(tong)過對1台DN80氣(qi)體渦輪流(liu)量計 在1m³/h~1.5max流(liu)量範圍内(nei)進行實驗(yan)，得出氣體(ti)渦輪流量(liang)計的儀表(biao)🈲系數💃K與流(liu)量qr.之間的(de)特性曲線(xian),表明在0.8qmin以(yi)下儀表系(xi)⛱️數不穩定(ding)，流量計超(chao)差:在 qmax~1.5max範圍(wei)内儀表系(xi)數穩定性(xing)好，流量計(ji)精度高，由(you)此說明實(shi)驗所選型(xing)号的氣體(ti)渦輪流量(liang)計，儀表系(xi)數在标稱(cheng)流量範圍(wei)以外🌈仍有(you)可能滿✉️足(zu)計量要求(qiu)，特别是大(da)于标稱流(liu)量上限後(hou)儀表系數(shu)仍然穩定(ding),在學術研(yan)究領域擴(kuo)展了⭐思路(lu)，也爲選型(xing)應用提供(gong)了借鑒的(de)💞經驗。
　　氣體(ti)渦輪流量(liang)計具有精(jing)度高、測量(liang)範圍寬、重(zhong)複性好、壓(ya)力損失小(xiao)、耐高壓、多(duo)種顯示方(fang)式、安裝維(wei)修方便、耐(nai)腐蝕等優(you)點叫已被(bei)🔞廣泛應用(yong)于天然氣(qi)貿易結算(suan)計量，甚至(zhi)還作爲量(liang)值傳遞的(de)标準儀表(biao)。
　　根據其計(ji)量原理，流(liu)量計的傳(chuan)感器應有(you)一個經标(biao)準💛裝🏃‍♂️置📱檢(jian)定給出的(de)儀表系數(shu)，其精度和(he)流量範圍(wei)必須滿足(zu)流量計技(ji)術規範的(de)要求，正确(que)的儀表系(xi)數值是保(bao)證流量計(ji)計量精度(du)的基本保(bao)證。在理想(xiang)狀态下，也(ye)就是假定(ding)渦輪處于(yu)勻速運動(dong)的平衡狀(zhuang)态,機械摩(mo)擦阻力矩(ju)和流體阻(zu)力矩都足(zu)夠小甚至(zhi)可以忽略(lue)不計的狀(zhuang)态,儀表系(xi)數與流量(liang)的關❓系爲(wei)🤟(1)式:
 
　　式中:f爲(wei)脈沖頻率(lü):qv爲流體體(ti)積流量;Z爲(wei)渦輪葉片(pian)數🔅:θ爲葉🔴片(pian)結構💋角;A爲(wei)流通截面(mian)積;r爲葉片(pian)平均半徑(jing).
　　可見，理想(xiang)特性僅與(yu)渦輪流量(liang)計的結構(gou)參數有關(guan)，與流體的(de)流動狀況(kuang)無關,儀表(biao)系數爲一(yi)個常數，在(zai)💰K-qv圖上❤️爲一(yi)平行😄于橫(heng)軸的🏃‍♂️直線(xian)。
　　在已報道(dao)的很多文(wen)獻及書籍(ji)中，作者都(dou)通過建立(li)數學模型(xing)來♍對氣體(ti)渦輪流量(liang)計的工作(zuo)特性進行(hang)較爲😘詳細(xi)地分析與(yu)描述、但在(zai)實際應用(yong)的過程中(zhong)儀表系數(shu)K與流量qv之(zhi)間呈現出(chu)來的關系(xi)究竟是否(fou)符合已有(you)的結論呢(ne)?而對于标(biao)稱流量範(fan)圍之外,尤(you)🔱其是當實(shi)際流量超(chao)出标稱流(liu)量上限後(hou)，儀表系數(shu)與流量之(zhi)間⭐的關系(xi)又呈現什(shi)👨‍❤️‍👨麽樣的狀(zhuang)态呢👅?目前(qian)這方面還(hai)鮮有人進(jin)行研㊙️究。對(dui)此基于以(yi)下實驗進(jin)行相關分(fen)析。
1實驗方(fang)案
1.1環境條(tiao)件
　　溫度24~25℃,相(xiang)對濕度30%~35%，大(da)氣壓力94~95kPa,采(cai)用表後取(qu)壓。
1.2實驗設(she)計
　　實驗選(xuan)用了1台DN80的(de)氣體渦輪(lun)流量計，其(qi)标稱流量(liang)範圍⭕爲20~400m³/h,精(jing)度等級爲(wei)1.0級。由于實(shi)驗是研究(jiu)性的而不(bu)是對流量(liang)計的檢定(ding)，并考慮到(dao)實驗用臨(lin)界流噴嘴(zui)氣體流量(liang)标準裝♋置(zhi)實際情況(kuang)，将流量檢(jian)定範圍确(que)定爲例!:1m³/h~1.5qmax即(ji)1~600m³/h，在流量範(fan)圍内埃勻(yun)選取35個流(liu)量點,共進(jin)行188組實驗(yan),得到的流(liu)量計K-qv曲🍓線(xian)如圖1所示(shi)⭐。
 
2數據分析(xi)
　　由表1實驗(yan)數據知，在(zai)1m³/h時無信号(hao)輸出，2m/h時開(kai)始有流量(liang)，說明其始(shi)動流量在(zai)1~2m³/h之間間。在(zai)流量計的(de)流量大于(yu)始動流量(liang)而小于傳(chuan)感器流量(liang)下限的情(qing)況下，儀表(biao)系數K随着(zhe)流量qv的增(zeng)大而迅速(su)增大，此時(shi)流體處于(yu)層流流動(dong)狀态,其特(te)性受軸承(cheng)摩擦力、流(liu)體黏性阻(zu)力影響較(jiao)大B!:當流量(liang)低于0.8qmin時，儀(yi)表系數⭕随(sui)着流量迅(xun)速變化，其(qi)測🧑🏽‍🤝‍🧑🏻量誤差(cha)在流量計(ji)的允差範(fan)圍外，儀表(biao)系數本身(shen)不準确,不(bu)能作爲實(shi)際檢測流(liu)量.
　　儀表系(xi)數K在30m/h處出(chu)現峰值,該(gai)點爲層流(liu)與紊流的(de)交界💞點，在(zai)此之後流(liu)體處于紊(wen)流狀态，儀(yi)表系數則(ze)開✨始呈現(xian)出常數👄的(de)特征，當流(liu)體黏度确(que)定時，儀表(biao)系數與傳(chuan)㊙️感器的結(jie)構尺寸有(you)關;而在qmax~1.5qmax的(de)流量範圍(wei)内，儀表系(xi)數仍然具(ju)有非常好(hao)的穩定性(xing)。具體儀表(biao)系🐪數及線(xian)性度🚶‍♀️、重複(fu)性列于表(biao)1.
　　依據JJG1037-2008(渦輪(lun)流量計)國(guo)家計量檢(jian)定規程，渦(wo)輪流量計(ji)的🧡儀🏃‍♀️表系(xi)數K,線性度(du)EL和重複性(xing)E,分别定義(yi)爲:
 
　　式中:(E)爲(wei)第i個測量(liang)點的系數(shu)重複性;Kr爲(wei).第i個流量(liang)點的平均(jun)儀表系數(shu):n爲第i個流(liu)量點的測(ce)量次數:Kij爲(wei)第i個流量(liang)點第j次♈測(ce)量得到的(de)儀表系數(shu)值;`K爲流量(liang)計🔞儀表系(xi)數值;(Ki)max爲各(ge)流量點系(xi)數Ki中最大(da)值:(Ki)min爲各流(liu)量點系數(shu)K中最小值(zhi):EL爲線性度(du)。
　　從表1中數(shu)據可以看(kan)出，在qmin~0.2qmax的流(liu)量範圍内(nei)，儀表系數(shu)出現峰✌️值(zhi),線性度爲(wei)0.590%,重複.性爲(wei)0.069%，其測量誤(wu)差已在允(yun)差範✏️圍内(nei)(±2%)，符合流量(liang)☔計精✂️度要(yao)求:在0.2qmax~1.5qmax的流(liu)量範圍内(nei)，儀表系🚶數(shu)始終🏃處于(yu)穩定的狀(zhuang)态,尤其是(shi)在 qmax~1.5q,max的流量(liang)範圍内，線(xian)性度僅爲(wei)0.109%，重複性高(gao)達0.046%,儀表系(xi)數變化幅(fu)㊙️度非常小(xiao)，流量計的(de)測量正确(que)率就非常(chang)高。
 
3結論與(yu)讨論
　　實驗(yan)通過對不(bu)同流量範(fan)圍内儀表(biao)系數與流(liu)量關系的(de)研究，可以(yi)看出,渦輪(lun)流量計儀(yi)表系數可(ke)以分爲兩(liang)段"即線性(xing)段和非線(xian)性段，非線(xian)性段内儀(yi)表系🥰數随(sui)流量變化(hua)有較大變(bian)化，線性段(duan)儀表系數(shu)也有一定(ding)變化，但幅(fu)度非🔅常小(xiao)，而在qmax~1.5qmax的範(fan)圍内,儀表(biao)系數仍然(ran)處于非🐪常(chang)穩定的狀(zhuang)态，該實驗(yan)結論是其(qi)他研究中(zhong)沒有涉及(ji)到的，對渦(wo)輪流🈲量計(ji)的實際應(ying)用具👨‍❤️‍👨有一(yi)定的參考(kao)意♋義。
　　從流(liu)量計的使(shi)用壽命方(fang)面考慮，對(dui)于每日儀(yi)表實際運(yun)行時間不(bu)超過8h的斷(duan)續工作場(chang)合,選擇實(shi)阿使用時(shi)最大流量(liang)的1.3倍作爲(wei)流量範圍(wei)上限，對于(yu)每日儀表(biao)實際運行(hang)時間不低(di)于8h的連續(xu)工❤️作場合(he)，選擇實際(ji)使用✔️時最(zui)大流量的(de)1.4倍作爲流(liu)量範圍上(shang)限，而儀表(biao)下限流量(liang)以實際使(shi)用最小流(liu)量💘的0.8倍爲(wei)合适🙇🏻隊本(ben)次實驗結(jie)果也證明(ming)在這些流(liu)量範圍内(nei)儀表系數(shu)是符👣合檢(jian)測精度要(yao)✉️求的。

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