渦(wo)輪流量計(ji) 是 速度式(shi)流量計 中(zhong)的主要種(zhong)類，當被測(ce)流體流過(guo)渦輪流量(liang)計傳感器(qi)時💯，在❌流體(ti)的作用下(xia)，葉輪受力(li)旋轉，其轉(zhuan)速與管📧道(dao)平均流速(su)成正比👌，同(tong)時，葉片周(zhou)期性地切(qie)割電磁🏃🏻鐵(tie)産生的磁(ci)力線，改變(bian)線圈的磁(ci)通量，根據(ju)電磁感🏃🏻應(ying)原理，在線(xian)圈内将感(gan)應出脈動(dong)的電勢信(xin)号，即電🛀🏻脈(mo)沖信号，此(ci)電脈動信(xin)号🐪的頻率(lü)與被測流(liu)體的流量(liang)成正比。影(ying)響渦輪流(liu)量計精✔️度(du)的主要外(wai)部因素是(shi)流體的流(liu)動狀态，渦(wo)輪流量計(ji)特🈲性曲線(xian)要保持良(liang)好的線性(xing)關系，流過(guo)流量計的(de)流體應爲(wei)充分發♉展(zhan)的流型。
1.旋(xuan)轉系數與(yu)下遊直管(guan)段長度之(zhi)間的關系(xi)
旋轉流的(de)旋轉強度(du)用旋轉系(xi)數來表示(shi)，旋轉系數(shu)定義爲👉角(jiao)動量通量(liang)與軸向動(dong)量通量的(de)比值：

式中(zhong)：ω -- 周向速度(du)；
u -- 軸向速度(du)；
R -- 管道半徑(jing)；
A -- 流體流過(guo)的橫截面(mian)積；
ρ -- 密度。
對(dui)于圓管内(nei)的旋轉流(liu)，在r=0.95R處的旋(xuan)轉角度最(zui)大，即：

采用(yong)多項叠代(dai)的方法，可(ke)編程計算(suan)出在某個(ge)值時（X 爲圓(yuan)管直徑D的(de)倍數）滿足(zu)一定精度(du)的Sw值：

    常數(shu)b和c與流體(ti)性質、雷諾(nuo)數和流量(liang)有關，需要(yao)通過實驗(yan)确定。對🔞于(yu)不可壓縮(suo)流體，b=0.030~0.085，c=0.10~0.50。一般(ban)來說，流量(liang)越大，旋轉(zhuan)流的衰減(jian)越大，由式(shi)🍉（3）可以看出(chu)，旋轉流發(fa)生後的直(zhi)管段越長(zhang)，旋轉流的(de)強度越弱(ruo)，對渦輪流(liu)量計精度(du)的影🐆響越(yue)小。
2.實驗設(she)計與結果(guo)分析
    爲了(le)在實驗過(guo)程中能得(de)到理想的(de)旋轉流體(ti)，實驗中👨‍❤️‍👨采(cai)㊙️用了🏃‍♂️模拟(ni)多種強度(du)旋轉流的(de)發生器，旋(xuan)轉流發生(sheng)器安裝在(zai)💛流量計上(shang)遊來流的(de)起始點處(chu)。
    實驗采用(yong)稱量法，記(ji)錄電子稱(cheng)上的質量(liang)脈沖數N，N乘(cheng)以質量脈(mo)沖✊常數（0.08333），即(ji)得到質量(liang)值（kg），同時記(ji)錄時間和(he)渦輪✉️變送(song)器的脈沖(chong)數，在🏃‍♀️每個(ge)流量點重(zhong)複做三次(ci)，記錄三組(zu)數據，共選(xuan)擇5個流量(liang)🈲點來覆⭐蓋(gai)渦輪流量(liang)計的測量(liang)量程。流量(liang)Q=0.08333N/t，儀表系數(shu)爲：

儀表系(xi)數K與旋轉(zhuan)數Sw成線性(xing)關系，儀表(biao)精度爲：

其(qi)中α、d均爲待(dai)定系數。
    根(gen)據實驗所(suo)得多組脈(mo)沖數和流(liu)量數據，可(ke)計算出儀(yi)✂️表精度δ值(zhi)。按δ-X方程及(ji)δ和X數據進(jin)行最小二(er)乘法回歸(gui)，可确定📧α和(he)d的數值。一(yi)般來說，對(dui)不可壓縮(suo)流體，α=1.15~2.20，d=0.016~0.11。
3.直管(guan)段長度和(he)流量計精(jing)度的初步(bu)預測
    在工(gong)程設計中(zhong)，根據流體(ti)性質、流量(liang)和雷諾數(shu)确定α和d值(zhi)🏒。這樣，按照(zhao)式（5）就可以(yi)依不同的(de)流量計精(jing)度要求，對(dui)直管段長(zhang)度進行初(chu)步預測，或(huo)确定直管(guan)段長度後(hou)，對流量計(ji)的精度做(zuo)初步預測(ce)。
當δ=0.2%時，不同(tong)流量下所(suo)需直管段(duan)長度見表(biao)1。
表1 不同流(liu)量下所需(xu)直管段長(zhang)度

d	0.0165	0.0385	0.0578	0.0755	0.0801	0.0910	0.106
X	145.05	62.16	41.41	31.70	29.88	26.30	22.58

當X=30時，不(bu)同流量下(xia)儀表精度(du)見表2。
表2 不(bu)同流量下(xia)預測的儀(yi)表精度

d	0.0165	0.0385	0.0578	0.0755	0.0801	0.0910	0.106
δ	1.33	0.69	0.39	0.23	0.20	0.14	0.10

對(dui)流量計的(de)精度和直(zhi)管段的預(yu)測，爲不同(tong)精度要求(qiu)的渦✔️輪流(liu)量計選擇(ze)适當長度(du)的直管段(duan)提供了理(li)論參考。
4.結(jie)語
（1）旋轉數(shu)Sw與X成指數(shu)關系，即随(sui)着下遊距(ju)離X的增加(jia)，旋轉流強(qiang)♌度以指數(shu)方式衰減(jian)。指數系數(shu)c和α值與介(jie)質的性🐕質(zhi)，雷諾數🆚等(deng)參🚩數有關(guan)。
（2）對于任一(yi)旋轉流源(yuan)，随着下遊(you)距離的增(zeng)加，在大流(liu)量🥰區🐇旋轉(zhuan)🙇‍♀️流強度衰(shuai)減速度快(kuai)，而在小流(liu)量區，旋轉(zhuan)流強度衰(shuai)減速度要(yao)慢一些，因(yin)此，對小流(liu)量的流量(liang)計管道😍設(she)計中需要(yao)加長直管(guan)段，以減少(shao)旋轉流對(dui)流量計精(jing)度的影響(xiang)。
（3）不論旋轉(zhuan)流的方向(xiang)如何， 流量(liang)計 越靠近(jin)旋轉流源(yuan)，流量計的(de)精度δ越差(cha)，流量計精(jing)度可以按(an)式（5）進行初(chu)步預測。

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