LWQ氣體(tǐ)渦輪流(liu)量計标(biāo)定精度(dù)

摘(zhai) 要(yào)：分析影(yǐng)響氣體(ti)渦輪流(liu)量計标(biao)定精度(dù)的各種(zhǒng)因素，并(bing)提出了(le)⛱️解決的(de)方法。 影響(xiǎng)标定精(jīng)度的因(yīn)素 2.2 标定壓(yā)力與标(biao)定溫度(dù)的影響(xiang) 2.2.1 渦(wō)輪表的(de)流動特(tè)性 當流量(liang)大于始(shǐ)動流量(liang)值後，随(sui)着流量(liang)的增加(jia)，渦輪旋(xuán)轉角速(sù)度也将(jiang)增大。在(zai)測量範(fàn)圍内，流(liú)體産生(sheng)的阻力(lì)矩 T将成爲(wei)影響流(liu)量計特(te)性的主(zhu)要困素(sù)。相對來(lái)說，由🈲軸(zhóu)承及💋其(qí)它機械(xiè)傳動部(bu)件摩擦(ca)産生的(de)機械阻(zǔ)力矩就(jiu)比較小(xiǎo)了。以下(xià)讨論中(zhong)，假定機(jī)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(yú)在不同(tóng)的流動(dòng)狀态下(xia)，流體産(chǎn)生阻力(lì)的機理(lǐ)💘不同，效(xiào)果也不(bú)同，所以(yi)對層流(liu)流動狀(zhuàng)态和紊(wen)流流動(dong)狀💞态将(jiāng)分别進(jin)行讨論(lun)😄。 區(qū)分層流(liú)流動狀(zhuang)态和紊(wěn)流流動(dong)狀态必(bi)須引入(ru)雷❤️諾數(shu)（ Re）的(de)概念 Re=4Q/πdν （ 2） 式(shì)中： Q——管内流(liú)體的流(liú)量； d——管道直(zhi)徑； ν——管内流(liu)體的運(yun)動粘度(du)。 通(tong)常 Re≥2320是管内(nèi)流動由(you)層流流(liu)動狀态(tài)轉變爲(wèi)紊流流(liu)動狀态(tai)的💁判🌏斷(duan)依據。 在層(céng)流流動(dòng)狀态時(shi)，流體流(liu)動阻力(li)矩 T與流體(tǐ)動力牯(gu)度（也稱(cheng)粘度） μ、流體(tǐ)流量 Q成正(zhèng)比，即 T=C1μQ。式中(zhong)， C1爲(wèi)常數，代(dai)入式（ 1）可知(zhi)：若粘度(dù)變化，則(ze)儀表系(xi)數 K也随之(zhī)變化；若(ruo)粘度不(bú)變．則 K将随(suí)流量的(de)增加而(ér)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(he) Q2成(chéng)正比．此(ci)時可計(ji)流體粘(zhan)度的影(ying)響．即 T=C2ρQ2，式中(zhong)， C2爲(wèi)常數，代(dài)入式（ 1）可知(zhi)：在紊流(liu)流動狀(zhuàng)态時，儀(yi)表系數(shu) K僅(jǐn)與儀表(biǎo)本身結(jié)構參數(shu)有關，而(er)與流量(liàng) Q、流(liu)體粘度(dù) μ等(děng)參數無(wu)關，可近(jìn)似爲常(cháng)數。隻有(yǒu)在這種(zhong)狀态下(xià)，儀表系(xì)數 K才真正(zhèng)顯示了(le)常數的(de)性質。儀(yi)表系數(shù) K爲(wèi)常數的(de)這個區(qu)間，也就(jiu)是該流(liú)量計的(de)測量範(fàn)圍。 2.2.2 溫度、壓(ya)力的變(bian)化對标(biao)定精度(du)影響的(de)分析 運動(dòng)粘度 ν爲動(dòng)力粘度(du)與流體(tǐ)密度 ρ的比(bǐ)值。根據(ju)流體粘(zhān)度與溫(wēn)度之間(jiān)的關系(xi)、雷諾數(shù)的定義(yi)及氣體(tǐ)狀态方(fāng)程可知(zhi)，在一定(ding)的溫度(dù)範圍内(nèi)，随着溫(wen)💃度的提(ti)高🚩，在同(tong)✍️樣流量(liang)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：溫(wen)度的增(zēng)加，使流(liú)體在較(jiao)小流量(liàng)即可達(dá)到紊流(liu)狀态這(zhe)樣，渦輪(lun)表實際(jì)進入精(jing)度範圍(wei)的小流(liu)量 Qamin将減小(xiao)。 而(er)如果溫(wēn)度不變(biàn)，随着壓(yā)力的提(ti)高．在同(tóng)樣流量(liàng)下雷諾(nuo)數也增(zēng)🔞加。根據(ju)層流、紊(wen)流的判(pan)定條件(jiàn)可知：壓(ya)力的增(zēng)加，使流(liú)體在🌍較(jiao)小流量(liàng)即可達(da)到紊流(liú)狀态，這(zhe)樣流量(liàng)計實際(ji)進入✨精(jing)度範圍(wei)的小❌流(liú)量 Qamin将減小(xiǎo)。 2.3 壓(yā)縮系數(shu)的變化(huà)對标定(ding)精度的(de)影響 壓縮(suo)系數 Z是用(yòng)來衡量(liàng)實際氣(qì)體接近(jìn)理想氣(qì)體程度(du)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(kao)慮 Z的影響(xiang)。 2.4 速(su)度分布(bu)畸變對(dui)标定精(jīng)度的影(ying)響 渦輪表(biao)是速度(du)式的流(liu)量測量(liàng)儀表，其(qi)儀表特(tè)性直接(jiē)受氣體(ti)流動狀(zhuang)态的影(yǐng)響。對其(qi)進口處(chu)的速度(du)分布尤(yóu)🚩爲敏感(gan)。進🐆口流(liu)速的突(tu)變和流(liu)體的旋(xuan)轉可使(shi)測量誤(wù)差達到(dao)不能允(yǔn)許的程(chéng)🥰度。在标(biao)定中，渦(wo)輪流量(liang)計之前(qian)一般有(yǒu)若十倍(bei)管道💃直(zhí)徑的直(zhi)管段，但(dan)往往由(yóu)于直管(guan)段長度(dù)不夠，進(jin)口處流(liú)體👌的旋(xuan)轉采能(néng)*消除、或(huo)由于安(ān)裝流量(liàng)計時密(mì)封墊片(piàn)突出而(ér)😍改變了(le)流體和(he)渦輪葉(yè)片之間(jiān)的角度(du)，這些影(yǐng)響往往(wang)使🔴儀表(biǎo)常數變(biàn)化 2%或更多(duō)。 2.5 輔(fu)助測量(liang)裝置對(duì)标定精(jīng)度的影(ying)響 數據的(de)正确采(cai)集依賴(lai)于溫度(du)、壓力傳(chuán)感器、定(dìng)時器、脈(mo)沖計🔆數(shu)器的選(xuan)取及安(an)裝位置(zhi)的确定(ding)。如果傳(chuan)感器精(jing)度不🌈夠(gòu)，則❄️不能(néng)保證測(cè)量值的(de)精度。如(ru)果傳感(gǎn)器安裝(zhuang)位置不(bu)合适，則(ze)不能正(zhèng)确測量(liàng)🌈通過标(biao)準裝置(zhì)及待測(cè)✌️渦輪表(biǎo)的氣體(tǐ)的實際(ji)溫度、壓(yā)力值。且(qie)可💋能會(hui)影響氣(qi)🔅體的流(liú)動狀态(tài)，導緻渦(wō)輪表進(jin)口處的(de)速度分(fen)布不均(jun1)🌍，從而影(yǐng)響标定(ding)的精度(dù)。 2.6 數(shù)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(liang)計是計(jì)量一段(duan)時間内(nèi)通過他(ta)的氣體(ti)的體積(jī)數，而氣(qì)體體積(ji)又受壓(ya)力、溫度(dù)等因素(sù)的㊙️影響(xiang)♉，且标準(zhun)裝置的(de)示值與(yǔ)真值還(hai)是有點(diǎn)差異的(de)，所以若(ruo)不充分(fèn)考🆚慮氣(qì)體通過(guo)标準裝(zhuāng)置、待測(ce)表時狀(zhuàng)态的差(cha)異以及(ji)标準裝(zhuāng)♈置自身(shen)的誤差(cha)等因素(sù)，所造成(cheng)的誤差(cha)将會很(hen)🐪大。 對于渦(wo)輪表示(shì)值精度(du)的标定(dìng)一般規(gui)定在下(xia)述流👄量(liang)進行，即(jí) 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(yi)般同 *量點(dian)至少測(ce)試 3次，取 2次相(xiàng)近數據(jù)的平均(jun1)值爲測(ce)量值。若(ruò)出現異(yi)常數據(jù)，需增加(jia)試驗次(cì)數。對于(yú)每個流(liú)量再進(jin)行如下(xià)的數據(jù)分🥰析，設(she)： V'、 V 分别(bie)爲時間(jian) t内(nèi)實際通(tong)過标準(zhun)裝置和(he)待測表(biao)的氣體(tǐ)體積； V、 Vc 分别爲(wei)時間 t内标(biāo)準裝置(zhi)和待測(cè)表的體(tǐ)積示數(shu)； P、 Pc 分别(bie)爲通過(guo)标準裝(zhuang)置和待(dài)測表的(de)氣體壓(ya)力； TN、 Tc 分(fen)别爲通(tong)過标準(zhǔn)裝置和(he)待測表(biao)的氣體(tǐ)溫度； ZN、 Zc 分别爲(wei)通過标(biao)準裝置(zhi)和待測(cè)的氣體(tǐ)壓縮系(xi)數； △ P 爲待測(cè)表與标(biao)準裝置(zhì)之間的(de)氣體壓(ya)力差， △ P=Pc - PN； △ T 爲标準(zhǔn)裝置與(yǔ)待測表(biao)之間的(de)氣體溫(wēn)度差， △ T=TN - Tc； fN 爲在某(mǒu)流量點(diǎn)标準裝(zhuang)置的體(tǐ)積示數(shu) VN與(yǔ)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(duì)誤差。 fc 爲在(zai)某流量(liàng)點待測(ce)表的體(ti)積示數(shu) Vc與(yǔ)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(duì)誤差。 由氣(qì)體狀态(tài)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(ji)算舍去(qu)，由上式(shi)可知：忽(hu)略 △ P的存在(zai)，造成的(de)誤差爲(wei)（ △ P/PN） ×*；忽略(lue) △ T的(de)存在，造(zao)成的誤(wu)差爲（ △ T/TN） ×*；忽略标(biao)準裝置(zhì)自身誤(wù)差的存(cun)在，造成(chéng)的誤差(cha)爲 fN×*，所以必(bi)須考慮(lǜ)氣體通(tong)過标準(zhun)裝置和(he)待測表(biǎo)時溫👈度(dù)、壓力的(de)❓差異以(yǐ)及标準(zhǔn)裝置自(zì)身的誤(wù)差。 3 提高标(biāo)定精度(du)的方法(fa) 3.1 合(he)理選擇(ze)标準裝(zhuāng)置 由于标(biao)準渦輪(lún)表本身(shen)的特點(diǎn)，它本身(shen)需要每(měi)年進行(hang)檢定，當(dang)需标定(ding)的渦輪(lun)表口徑(jìng)較小時(shi)（小于 100mm），就不(bu)宜選用(yong)渦輪表(biao)作爲标(biao)準表。 鑒于(yú)流量越(yue)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(biāo)準裝置(zhì)隻适合(hé)标定大(da)流量、大(da)口徑的(de)渦輪表(biao)💃。保證喉(hóu)徑的加(jiā)工精度(dù)，選擇高(gao)精度的(de)時間測(ce)量裝置(zhi)都📞是十(shi)分必要(yào)的。爲使(shǐ)容器氣(qì)體溫度(dù)盡快均(jun)勻穩定(ding)，還應在(zài)容器内(nèi)加裝攪(jiǎo)拌機。 一般(ban)用鍾罩(zhào)來标定(ding)小口徑(jing)、小流量(liàng)渦輪表(biǎo)，且選擇(ze)鍾罩時(shi)其💞容積(ji)一定要(yào)足夠大(dà)，以保證(zhèng)大流量(liang)點标定(ding)的📧精度(dù)。爲了保(bǎo)證水質(zhì)的清潔(jié)，鍾罩内(nei)的水應(yīng)每天更(gèng)換。當鍾(zhong)罩❓鼓起(qi)後，爲了(le)使鍾罩(zhào)内氣體(ti)溫度均(jun)勻，鍾罩(zhào)充滿氣(qì)後，應等(děng)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(zuo)爲标準(zhǔn)裝置☂️還(hai)需🏃‍♀️利用(yong)空調、幹(gàn)燥器等(děng)設旋保(bǎo)證标定(dìng)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(bì)須立于(yu)空間足(zú)夠大的(de)試驗室(shi)内，保證(zhèng)♊标準裝(zhuang)置🤞、待測(cè)渦輪表(biao)不在單(dān)方向受(shòu)熱（如太(tai)陽的輻(fú)射、加熱(re)器或其(qi)他熱源(yuán)👈）。試驗室(shi)中的溫(wēn)度變化(hua)不得超(chāo)過🏃‍♂️ 20±5℃ 的(de)溫度範(fan)圍。由于(yu)渦輪表(biǎo)進入精(jīng)度的流(liu)量範圍(wéi)與表壓(yā)及💃🏻當地(dì)的大氣(qi)壓力有(yǒu)關，所應(ying)明确指(zhi)出标定(dìng)🆚時的表(biǎo)壓及當(dang)地的大(dà)氣壓力(li)。 3.3 消(xiāo)除标定(ding)系統中(zhong)管路設(she)計方面(miàn)的影響(xiang) 爲(wèi)了有效(xiào)地消除(chú)旋轉流(liú)．應在渦(wō)輪表前(qian)安裝必(bì)要的直(zhí)管♻️段，且(qiě)在渦輪(lun)表前加(jia)裝整流(liu)器，并保(bao)證管道(dào)及流量(liang)計密封(fēng)墊片良(liáng)好定位(wei)，不使突(tū)出。爲了(le)保證流(liú)體的正(zhèng)常流✊動(dòng)特性💃🏻，消(xiāo)除流🌈量(liàng)計後的(de)各種管(guǎn)件🚶、閥門(men)的不良(liáng)影響，流(liu)量計後(hòu)也應保(bǎo)證至少(shǎo) 5倍(bei)以上管(guǎn)道直徑(jìng)的直管(guǎn)段。 3.4 消除輔(fu)助測量(liang)裝置方(fāng)面的影(ying)響 選擇高(gao)精度的(de)溫度、壓(ya)力傳感(gǎn)器、定時(shí)裝置等(deng)輔助♋設(shè)施，其精(jing)度必須(xū)高于待(dai)測渦輪(lún)表所需(xū)精度 l~2級，且(qie)安裝位(wei)置應合(he)适。 3.5 數據的(de)分析處(chu)理 計算待(dai)測表的(de)誤差必(bì)須考慮(lü)氣體通(tōng)過标準(zhun)裝置‼️和(he)待🌐測🙇‍♀️表(biǎo)🍓時溫度(du)、壓力的(de)差異以(yǐ)及标準(zhun)裝置自(zì)身的誤(wu)差。若忽(hu)略通過(guò)标準裝(zhuang)置和待(dai)測表的(de)氣體壓(ya)縮系數(shù)的差異(yì)，可求得(dé)🐕待測渦(wō)輪表在(zai)某 *量點的(de)相對示(shì)值誤差(cha)。 4 結(jie)論 （ 1）标(biao)定小口(kou)徑、小流(liu)量的渦(wo)輪表應(ying)選用鍾(zhōng)罩标準(zhǔn)裝⭐置，标(biao)定大♍口(kou)徑、大流(liú)量的渦(wo)輪表應(ying)選用音(yīn)速噴嘴(zuǐ)，對于💞口(kǒu)徑爲 100mm以及(ji)大于 100mm的渦(wō)輪流量(liàng)計也可(ke)選用标(biao)準渦輪(lún)表作爲(wèi)标準裝(zhuāng)置，但每(měi)年需♉重(zhòng)新檢定(ding) 1次(cì)。 （ 2）合理(lǐ)設計标(biao)定系統(tǒng)，保證氣(qì)體渦輪(lún)流量計(jì)有足夠(gòu)的前後(hou)直管段(duan)，如受管(guan)線的限(xiàn)制使直(zhí)管段長(zhang)度不夠(gou)，則應在(zài)流量計(jì)前加裝(zhuāng)整流器(qi)。氣質較(jiao)髒時，應(ying)加裝過(guo)濾器，避(bì)免雜質(zhì)對系統(tong)的影響(xiang)。當氣質(zhi)的含水(shui)量較大(da)時🐉．應加(jiā)裝脫水(shui)幹燥裝(zhuāng)置。 （ 3）選(xuǎn)擇設計(ji)方案，選(xuǎn)擇高精(jīng)度的溫(wēn)度、壓力(li)傳感器(qi)、定時裝(zhuāng)置等輔(fǔ)助設旋(xuan)，其精度(du)必須高(gāo)于待測(ce)渦輪表(biǎo)所需精(jīng)度 1~2級，将系(xì)統誤差(cha)降爲小(xiǎo)。 （ 4）嚴格(ge)按操作(zuò)規程進(jin)行标定(dìng)，滿足标(biao)定所需(xū)要的溫(wēn)度👄、壓力(li)、濕度等(děng)環境條(tiáo)件。 （ 5）正(zhèng)确處理(li)數據，充(chōng)分考慮(lü)氣體通(tong)過标準(zhun)裝置、待(dai)測🌈表時(shi)狀态的(de)🏃🏻‍♂️差異以(yi)及标準(zhun)裝置自(zì)身的誤(wu)差。标準(zhun)裝置🔆應(ying)認真維(wéi)護，并依(yī)照技術(shù)*的規定(dìng)定期進(jìn)行檢🍓定(dìng)。