智能純水流量計(jì)廣州
對(duì)非穩(wěn)定流,由于轉(zhuǎn)子葉片和相關(guān)傳動(dòng)裝置的共振、轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、脈動(dòng)流的形狀、轉(zhuǎn)子和齒輪的摩擦阻力及轉(zhuǎn)子瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩等諸多因素的影響,會(huì)使渦輪流量計(jì)產(chǎn)生很大的誤差。應(yīng)用機(jī)翼理論來(lái)分析作用在轉(zhuǎn)子上的驅(qū)動(dòng)力矩和阻力矩,可得到其運(yùn)動(dòng)方程:Jdωd t=tgθArρq2 - r2ωρq (1)式中: J 為葉片轉(zhuǎn)動(dòng)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(zhuǎn)角速度; q 為通過(guò)管道的流量。若把脈動(dòng)流表示為q = asin2πf pt ,經(jīng)分析整理,可得出渦輪旋轉(zhuǎn)加速度與脈動(dòng)流各參數(shù)的關(guān)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(wěn)態(tài)時(shí)的ω值。此時(shí)其測(cè)量誤差可用下式表示:E = ω/ c - 1 (3)對(duì)特定的渦輪流量計(jì)和不同的脈動(dòng)流,可編程計(jì)算出式(2) 在脈動(dòng)周期內(nèi)各離散點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的ω( t) , 據(jù)此可計(jì)算出渦輪流量計(jì)測(cè)量誤差E。其流程圖如圖1 所示。圖1 測(cè)量誤差計(jì)算流程圖
2. 2結(jié)果與分析
經(jīng)過(guò)計(jì)算分析,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致渦輪流量計(jì)產(chǎn)生誤差的主要因素是脈動(dòng)流的振幅和頻率,通過(guò)對(duì)多幅圖形的比較,發(fā)現(xiàn)有如下規(guī)律:① 從曲線分布的象限來(lái)看,脈動(dòng)流導(dǎo)致渦輪流量計(jì)出現(xiàn)一個(gè)正誤差。當(dāng)流體出現(xiàn)脈動(dòng)時(shí),在加速流體中,葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量能引起轉(zhuǎn)子速度變慢,落后于定常流時(shí)的轉(zhuǎn)速;在減速流體中,葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量能導(dǎo)致轉(zhuǎn)子速度加快,超過(guò)定常流時(shí)的轉(zhuǎn)速。由于加速時(shí)的影響比減速時(shí)的影響小得多,因此,脈動(dòng)流出現(xiàn)時(shí)流量計(jì)顯示的平均流速遠(yuǎn)大于平均流量,出現(xiàn)正誤差,此誤差有時(shí)*大可達(dá)50 %。② 當(dāng)脈動(dòng)頻率f p 小于渦輪轉(zhuǎn)子的角頻率ω時(shí),測(cè)量結(jié)果接近真值, 脈動(dòng)流所引起的誤差很小。當(dāng)脈動(dòng)頻率f p 大于渦輪轉(zhuǎn)子的角頻率ω時(shí), 響應(yīng)失真, 會(huì)引起較大誤差,且隨著頻率的增大, 誤差隨著增大, *終趨于穩(wěn)定(見(jiàn)圖2 和圖3) 。③ 當(dāng)脈動(dòng)頻率大于渦輪轉(zhuǎn)子的角加速度時(shí),脈動(dòng)振幅的變化能引起渦輪流量計(jì)的測(cè)量誤差產(chǎn)生大的改變,此誤差隨著脈動(dòng)振幅的增大而升高, *大可達(dá)50 % ,但*終趨于穩(wěn)定。(見(jiàn)圖4 和圖5 ,α為脈動(dòng)振幅與穩(wěn)態(tài)振幅之比) 。圖2 脈動(dòng)頻率f p 小于角加速度時(shí)圖3 脈動(dòng)頻率f p 大于角加速度時(shí)圖4 脈動(dòng)振幅為a = 012 時(shí)圖5 脈動(dòng)振幅為a = 1 時(shí)
3結(jié)論
從以上分析計(jì)算可知,脈動(dòng)流使渦輪流量計(jì)產(chǎn)生一個(gè)正的系統(tǒng)誤差,該誤差受脈動(dòng)頻率和振幅的影響。當(dāng)脈動(dòng)頻率小于角加速度時(shí),其誤差可以認(rèn)為為零;當(dāng)脈動(dòng)振幅小于某一振幅值時(shí),其誤差亦可認(rèn)為不影響渦輪流量計(jì)的精度。脈動(dòng)流對(duì)渦輪流量計(jì)測(cè)量精度的影響存在極限值。純水流量，廣州純水流量計(jì) 廣州地產(chǎn)儀器儀表有限公司 總機(jī)：
