LWQ氣體(ti)渦輪流(liu)量計标(biāo)定精度(dù)

摘(zhāi) 要(yào)：分析影(ying)響氣體(ti)渦輪流(liu)量計标(biao)定精度(du)的各種(zhǒng)因素，并(bìng)提出了(le)解決的(de)方法。 影響(xiang)标定精(jing)度的因(yīn)素 2.2 标定壓(yā)力與标(biāo)定溫度(du)的影響(xiang) 2.2.1 渦(wō)輪表的(de)流動特(te)性 當流量(liàng)大于始(shi)動流量(liàng)值後，随(sui)着流量(liàng)的增加(jia)，渦輪旋(xuán)轉角速(sù)度也将(jiāng)增大。在(zai)測量範(fan)圍内，流(liu)體産生(sheng)的阻力(lì)矩 T将成爲(wèi)影響流(liú)量計特(tè)性的主(zhǔ)要困素(sù)。相對來(lái)說，由軸(zhóu)承及其(qi)⚽它機械(xiè)傳動部(bù)件摩擦(cā)産生的(de)機械阻(zu)力矩就(jiù)比較小(xiao)了。以下(xia)讨論❗中(zhōng)，假定機(ji)械阻力(lì)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(yu)在不同(tóng)的流動(dòng)狀态下(xia)，流體産(chǎn)生阻力(li)的機理(lǐ)不同，效(xiào)果也不(bú)同，所以(yǐ)對層流(liu)流動狀(zhuang)态和紊(wen)流流動(dong)狀💚态将(jiang)🥰分别進(jìn)行讨論(lun)。 區(qu)分層流(liú)流動狀(zhuàng)态和紊(wen)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(liu)量； d——管道直(zhí)徑； ν——管内流(liu)體的運(yun)動粘度(du)。 通(tōng)常 Re≥2320是管内(nèi)流動由(you)層流流(liu)動狀态(tai)轉變爲(wei)紊流流(liu)動狀态(tài)的判🧡斷(duan)依據。 在層(ceng)流流動(dong)狀态時(shi)，流體流(liú)動阻力(lì)矩 T與流體(ti)動力牯(gǔ)度（也稱(cheng)粘度） μ、流體(ti)流量 Q成正(zheng)比，即 T=C1μQ。式中(zhong)， C1爲(wei)常數，代(dài)入式（ 1）可知(zhi)：若粘度(du)變化，則(zé)儀表系(xì)數 K也随之(zhī)變化；若(ruò)粘度不(bu)變．則 K将随(suí)流量的(de)增加而(er)增加。 在紊(wen)流流動(dòng)狀态時(shí)，流體流(liu)動阻力(li)矩 T與流體(ti)密度和(he) Q2成(cheng)正比．此(cǐ)時可計(ji)流體粘(zhan)度的影(yǐng)響．即 T=C2ρQ2，式中(zhōng)， C2爲(wei)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(shù) K僅(jǐn)與儀表(biǎo)本身結(jié)構參數(shù)有關，而(ér)與流量(liang) Q、流(liú)體粘度(dù) μ等(děng)參數無(wú)關，可近(jin)似爲常(chang)數。隻有(you)在這種(zhǒng)狀态下(xia)，儀表系(xì)🔴數 K才真正(zheng)顯示了(le)常數的(de)性質。儀(yí)表系數(shù) K爲(wèi)常數的(de)這個區(qu)間，也就(jiù)是該流(liu)量計的(de)測量範(fàn)圍。 2.2.2 溫度、壓(yā)力的變(biàn)化對标(biao)定精度(du)影響的(de)分析 運動(dong)粘度 ν爲動(dong)力粘度(dù)與流體(ti)密度 ρ的比(bi)值。根據(jù)流體粘(zhān)度與溫(wen)度之間(jian)的關系(xi)、雷諾數(shu)✊的✍️定義(yi)及氣體(ti)狀态方(fāng)程可知(zhi)，在一定(ding)的溫度(du)範圍内(nei)，随着溫(wen)度的提(tí)高⁉️，在同(tong)🌈樣流量(liang)下雷諾(nuo)數也增(zēng)加。根據(ju)層流、紊(wěn)流的判(pan)定條件(jian)可知：溫(wen)度的增(zeng)加，使流(liu)體在較(jiao)小流量(liang)即可達(da)到紊流(liu)狀态這(zhè)樣，渦輪(lun)表實際(ji)進入精(jing)度🌏範圍(wéi)的小流(liu)量 Qamin将減小(xiǎo)。 而(er)如果溫(wen)度不變(bian)，随着壓(ya)力的提(tí)高．在同(tong)樣流量(liàng)下雷💯諾(nuò)數也增(zeng)加。根據(jù)層流、紊(wen)流的判(pan)定條件(jiàn)可知：壓(yā)力的增(zēng)加，使流(liu)體在較(jiào)小流量(liàng)即可達(dá)到紊流(liu)狀态✌️，這(zhè)樣流量(liang)計實👌際(ji)進入精(jing)度範圍(wéi)的小流(liú)量 Qamin将減小(xiao)。 2.3 壓(ya)縮系數(shù)的變化(hua)對标定(dìng)精度的(de)影響 壓縮(suō)系數 Z是用(yòng)來衡量(liang)實際氣(qì)體接近(jìn)理想氣(qi)體程度(dù)的參數(shu)。通常标(biao)定溫㊙️度(dù)爲常溫(wen)、标定壓(yā)力不會(huì)太高，可(kě)以不🈲考(kǎo)慮🈲 Z的影響(xiǎng)。 2.4 速(sù)度分布(bu)畸變對(dui)标定精(jīng)度的影(ying)響 渦輪表(biǎo)是速度(du)式的流(liu)量測量(liang)儀表，其(qi)儀表特(te)性直😍接(jie)✉️受氣體(tǐ)流☀️動狀(zhuàng)态的影(yǐng)響。對其(qí)進口處(chu)的速度(dù)分布尤(yóu)爲敏感(gan)。進口流(liú)速的突(tu)變和流(liú)體的旋(xuán)轉可使(shǐ)測量誤(wù)差達到(dào)♻️不能允(yun)許的程(cheng)度。在标(biāo)🈲定中，渦(wo)輪流量(liang)計之前(qián)一般有(yǒu)若十倍(bèi)管道直(zhí)徑的直(zhí)⭕管段，但(dan)往往由(you)于直管(guan)段長度(du)不夠，進(jin)口處流(liu)體☎️的旋(xuan)轉采能(neng)*消除、或(huò)由于✨安(an)裝流量(liàng)計時密(mì)🍓封墊片(piàn)突出而(er)改變了(le)流體和(hé)❄️渦輪葉(ye)片之間(jiān)的角度(dù)，這些影(ying)響往往(wǎng)使儀🔱表(biǎo)常數變(biàn)化 2%或更多(duo)。 2.5 輔(fu)助測量(liàng)裝置對(duì)标定精(jīng)度的影(ying)響 數據的(de)正确采(cǎi)集依賴(lài)于溫度(du)、壓力傳(chuán)感器、定(ding)時器、脈(mò)沖計數(shu)器的選(xuǎn)取及安(an)裝位置(zhì)的确定(ding)。如果傳(chuan)感器精(jīng)度不夠(gòu)，則🈚不能(neng)保證測(cè)量值的(de)精度。如(rú)果傳感(gan)器安裝(zhuang)🌈位置不(bu)合适，則(ze)不能正(zheng)确測量(liang)通過标(biāo)準裝🥵置(zhì)及待測(cè)🌈渦輪表(biao)的氣體(tǐ)的實際(ji)溫度、壓(yā)力值。且(qiě)可🔴能會(huì)影響氣(qì)體的流(liú)動狀态(tai)，導緻渦(wō)輪表進(jìn)口處的(de)速度分(fen)布不均(jun)✌️，從而影(ying)響标定(ding)的精度(dù)。 2.6 數(shu)據的分(fèn)析處理(li)對标定(dìng)精度的(de)影響 因爲(wei)氣體渦(wō)輪流量(liàng)計是計(ji)量一段(duan)時間内(nèi)通過他(tā)的氣體(ti)📐的體積(ji)數，而氣(qì)體體積(jī)又受壓(yā)力、溫度(du)等因🏃🏻素(sù)的影響(xiang)，且标準(zhǔn)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(qi)體通過(guo)标準裝(zhuāng)置、待測(ce)表時狀(zhuang)态⛷️的差(cha)異以及(jí)标準裝(zhuāng)🥰置自身(shēn)的🥵誤差(cha)等因素(sù)，所造成(cheng)的誤差(cha)将會很(hen)🔞大。 對于渦(wō)輪表示(shì)值精度(du)的标定(ding)一般規(guī)定在下(xià)述流💁量(liàng)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(gāi)流量點(diǎn)取消。一(yi)般同 *量點(diǎn)至少測(cè)試 3次，取 2次相(xiàng)近數據(ju)的平均(jun)值爲測(cè)量值。若(ruo)出現異(yi)常數據(ju)，需增加(jiā)試驗次(ci)數。對于(yú)每個流(liú)量再進(jin)行如下(xia)的數據(jù)分析，設(she)： V'、 V 分别(bie)爲時間(jian) t内(nèi)實際通(tōng)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(biao)準裝置(zhi)和待測(cè)表的體(ti)積示數(shu)； P、 Pc 分别(bie)爲通過(guò)标準裝(zhuāng)置和待(dai)測表的(de)氣體壓(yā)力； TN、 Tc 分(fen)别爲通(tong)過标準(zhǔn)裝置和(he)待測表(biǎo)的氣體(tǐ)溫度； ZN、 Zc 分别爲(wèi)通過标(biāo)準裝置(zhi)和待測(ce)的氣體(tǐ)壓縮系(xi)數； △ P 爲待測(cè)表與标(biao)準裝置(zhi)之間的(de)氣體壓(yā)力差， △ P=Pc - PN； △ T 爲标準(zhǔn)裝置與(yu)待測表(biǎo)之間的(de)氣體溫(wēn)度差， △ T=TN - Tc； fN 爲在某(mou)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(tǐ)積 V' 相比所(suo)得的示(shì)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(shù) Vc與(yǔ)實際通(tong)過他的(de)氣體體(tǐ)積 V相比所(suo)得的示(shi)值相對(dui)誤差。 由氣(qi)體狀态(tài)方程可(ke)得： 标準裝(zhuang)置 PNV'/TN=ZNmR （ 3） 待測(cè)表 PcV/Tc=ZcmR （ 4） 當 △ P、 △ T較小時(shi)，把一次(ci)項後的(de)誤差計(jì)算舍去(qù)，由上式(shì)可知：忽(hū)略 △ P的存在(zài)，造成的(de)誤差爲(wei)（ △ P/PN） ×*；忽略(luè) △ T的(de)存在，造(zao)成的誤(wu)差爲（ △ T/TN） ×*；忽略标(biāo)準裝置(zhì)自身誤(wu)差的存(cún)在，造成(chéng)的誤差(chà)爲 fN×*，所以必(bì)須考慮(lǜ)氣體通(tōng)過标準(zhǔn)裝置和(hé)待測表(biǎo)時溫度(du)、壓🥵力的(de)差異以(yǐ)及标準(zhun)裝置自(zi)身的誤(wu)差。 3 提高标(biāo)定精度(du)的方法(fǎ) 3.1 合(hé)理選擇(zé)标準裝(zhuang)置 由于标(biāo)準渦輪(lun)表本身(shen)的特點(diǎn)，它本身(shen)需要每(měi)年進行(háng)檢定，當(dang)需标定(ding)的渦輪(lun)表口徑(jìng)較小時(shí)（小于 100mm），就不(bu)宜選用(yong)渦輪表(biao)作爲标(biāo)準表。 鑒于(yú)流量越(yue)小，雷諾(nuo)數越小(xiǎo)，則忽略(luè)氣體粘(zhan)性造成(cheng)的♉誤☎️差(cha)越太，所(suo)以音速(sù)噴嘴标(biāo)準裝置(zhì)隻适合(hé)标定大(dà)流量、大(da)口徑的(de)渦輪表(biǎo)🛀。保證喉(hou)徑的加(jiā)工精度(du)，選擇高(gāo)精度的(de)時間測(cè)量裝置(zhì)都是十(shi)分必要(yào)的。爲使(shǐ)容器氣(qi)體溫度(dù)盡快均(jun)勻穩定(ding)，還應在(zai)容器内(nei)加裝攪(jiao)拌機。 一般(ban)用鍾罩(zhao)來标定(dìng)小口徑(jìng)、小流量(liàng)渦輪表(biao)，且選擇(ze)鍾罩時(shi)其容積(jī)一定要(yào)足夠大(da)，以保證(zhèng)大流量(liàng)點标定(ding)的精度(dù)。爲了保(bao)證💞水質(zhì)的清潔(jié)，鍾罩内(nèi)的水應(ying)每天更(geng)換🌈。當鍾(zhōng)罩鼓起(qǐ)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(deng)待 5min之後才(cái)能開始(shǐ)試驗。另(ling)外，鍾罩(zhào)與音速(su)噴嘴作(zuò)爲标準(zhun)裝置還(hai)需利用(yòng)空調、幹(gàn)燥器等(děng)設旋保(bǎo)證标定(ding)所需的(de)标準環(huan)境。 3.2 消除标(biāo)定壓力(lì)與标定(dìng)溫度的(de)影響 标定(ding)裝置必(bì)須立于(yú)空間足(zú)夠大的(de)試驗室(shi)内，保證(zhèng)🌈标準裝(zhuang)置、待🤟測(ce)渦輪表(biao)不在單(dan)方向受(shou)熱（如太(tài)陽的輻(fú)射🔅、加熱(re)器或其(qí)他熱源(yuan)）。試驗室(shì)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(biao)進入精(jing)度的流(liú)量範圍(wéi)與表壓(yā)及💋當❗地(dì)♈的大氣(qi)壓力有(yǒu)關，所應(yīng)明确指(zhǐ)出标定(dìng)🚩時的🔴表(biǎo)壓及當(dang)地的大(dà)氣壓力(lì)。 3.3 消(xiāo)除标定(dìng)系統中(zhong)管路設(she)計方面(mian)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(bi)要的直(zhi)管段，且(qiě)在渦輪(lun)表前加(jia)裝整流(liu)器，并保(bǎo)證管道(dao)及流量(liàng)計㊙️密封(fēng)墊片良(liang)好定位(wèi)，不使突(tū)出。爲了(le)保證流(liu)體的正(zhèng)常流🔴動(dòng)特性，消(xiāo)除流量(liang)計後的(de)各種管(guǎn)件、閥門(mén)的不良(liáng)影響，流(liu)量計後(hòu)也應保(bao)證至少(shǎo) 5倍(bei)以上管(guan)道直徑(jing)的直管(guan)段。 3.4 消除輔(fu)助測量(liang)裝置方(fang)面的影(ying)響 選擇高(gao)精度的(de)溫度、壓(yā)力傳感(gǎn)器、定時(shi)裝置等(deng)輔助設(shè)施🔴，其精(jīng)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(chù)理 計算待(dai)測表的(de)誤差必(bì)須考慮(lǜ)氣體通(tong)過标準(zhun)裝置和(hé)待✔️測表(biǎo)時溫度(du)、壓力的(de)差異以(yi)及标準(zhun)裝置自(zi)身🏃🏻‍♂️的誤(wù)差。若㊙️忽(hū)略通過(guò)标準裝(zhuāng)置和待(dai)測表的(de)氣體壓(yā)縮系數(shu)的差異(yi)，可求得(de)待測渦(wō)輪表在(zai)某 *量點的(de)相對示(shi)值誤差(chà)。 4 結(jié)論 （ 1）标(biāo)定小口(kǒu)徑、小流(liú)量的渦(wo)輪表應(ying)選用鍾(zhong)罩标準(zhun)裝置，标(biāo)定💋大口(kou)徑、大流(liu)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(liang)計也可(ke)選用标(biao)準渦輪(lun)表作爲(wèi)标準裝(zhuāng)置，但每(měi)年需重(zhòng)新檢定(dìng) 1次(cì)。 （ 2）合理(lǐ)設計标(biao)定系統(tǒng)，保證氣(qi)體渦輪(lún)流量計(ji)有足夠(gòu)的🔞前後(hou)直管段(duan)，如受管(guǎn)線的限(xiàn)制使直(zhí)管段長(zhǎng)度不夠(gou)，則應在(zai)流量計(jì)前🌈加裝(zhuāng)整流器(qì)。氣質較(jiào)髒時，應(yīng)加裝過(guo)濾器，避(bi)免雜質(zhì)對系統(tǒng)的影響(xiang)。當氣質(zhi)的含水(shui)量較大(dà)時🙇🏻．應加(jia)裝脫水(shuǐ)幹燥裝(zhuāng)置。 （ 3）選(xuan)擇設計(ji)方案，選(xuǎn)擇高精(jing)度的溫(wen)度、壓力(lì)傳感器(qì)、定時裝(zhuāng)置等輔(fǔ)助設旋(xuán)，其精度(dù)必須高(gāo)于待測(cè)渦輪表(biao)所需精(jīng)度 1~2級，将系(xi)統誤差(cha)降爲小(xiǎo)。 （ 4）嚴格(gé)按操作(zuo)規程進(jin)行标定(ding)，滿足标(biao)定所需(xu)要的溫(wēn)度、壓🚩力(li)、濕度等(deng)環境條(tiao)件。 （ 5）正(zheng)确處理(li)數據，充(chōng)分考慮(lü)氣體通(tōng)過标準(zhǔn)裝置、待(dai)測表⛹🏻‍♀️時(shi)狀态的(de)差異以(yǐ)及标準(zhǔn)裝置自(zi)身的誤(wù)差。标準(zhǔn)裝置應(ying)認真維(wéi)護，并依(yī)照技術(shu)*的規定(ding)定期進(jin)行檢定(ding)。