智能純水流量計廣州
對非穩定流,由于轉子葉片和相關傳動裝置的共振、轉子的轉動慣量、脈動流的形狀、轉子和齒輪的摩擦阻力及轉子瞬時轉矩等諸多因素的影響,會使渦輪流量計產生很大的誤差。應用機翼理論來分析作用在轉子上的驅動力矩和阻力矩,可得到其運動方程:Jdωd t=tgθArρq2 - r2ωρq (1)式中: J 為葉片轉動慣量;θ為葉片與軸線之間的夾角; r 為渦輪葉片的平均半徑; A 為管道流道面積;ρ為流體密度;ω為渦輪的旋轉角速度; q 為通過管道的流量。若把脈動流表示為q = asin2πf pt ,經分析整理,可得出渦輪旋轉加速度與脈動流各參數的關系:ω( t) = ce( r2ρ/ 2πf pJ) (cos2πf pt - 1) + e( ar2ρ/ 2πf pJ) (cos2πf pt - 1) ×∫t0tgθrρAJa2sin22πf pte( ar2ρ/ 2πf pJ) (1- cos2πf pt) d t (2)式中: c 為穩態時的ω值。此時其測量誤差可用下式表示:E = ω/ c - 1 (3)對特定的渦輪流量計和不同的脈動流,可編程計算出式(2) 在脈動周期內各離散點所對應的ω( t) , 據此可計算出渦輪流量計測量誤差E。其流程圖如圖1 所示。圖1 　測量誤差計算流程圖
2. 2結果與分析
經過計算分析,發現導致渦輪流量計產生誤差的主要因素是脈動流的振幅和頻率,通過對多幅圖形的比較,發現有如下規律:① 從曲線分布的象限來看,脈動流導致渦輪流量計出現一個正誤差。當流體出現脈動時,在加速流體中,葉片的轉動慣量能引起轉子速度變慢,落后于定常流時的轉速;在減速流體中,葉片的轉動慣量能導致轉子速度加快,超過定常流時的轉速。由于加速時的影響比減速時的影響小得多,因此,脈動流出現時流量計顯示的平均流速遠大于平均流量,出現正誤差,此誤差有時*大可達50 %。② 當脈動頻率f p 小于渦輪轉子的角頻率ω時,測量結果接近真值, 脈動流所引起的誤差很小。當脈動頻率f p 大于渦輪轉子的角頻率ω時, 響應失真, 會引起較大誤差,且隨著頻率的增大, 誤差隨著增大, *終趨于穩定(見圖2 和圖3) 。③ 當脈動頻率大于渦輪轉子的角加速度時,脈動振幅的變化能引起渦輪流量計的測量誤差產生大的改變,此誤差隨著脈動振幅的增大而升高, *大可達50 % ,但*終趨于穩定。(見圖4 和圖5 ,α為脈動振幅與穩態振幅之比) 。圖2 　脈動頻率f p 小于角加速度時圖3 　脈動頻率f p 大于角加速度時圖4 　脈動振幅為a = 012 時圖5 　脈動振幅為a = 1 時
3結論
從以上分析計算可知,脈動流使渦輪流量計產生一個正的系統誤差,該誤差受脈動頻率和振幅的影響。當脈動頻率小于角加速度時,其誤差可以認為為零;當脈動振幅小于某一振幅值時,其誤差亦可認為不影響渦輪流量計的精度。脈動流對渦輪流量計測量精度的影響存在極限值。純水流量，廣州純水流量計   廣州地產儀器儀表有限公司  總機：