LWQ氣體(tǐ)渦輪流(liu)量計标(biao)定精度(dù)

摘(zhāi) 要(yào)：分析影(yǐng)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(jīng)度的因(yin)素 2.2 标定壓(yā)力與标(biāo)定溫度(dù)的影響(xiǎng) 2.2.1 渦(wo)輪表的(de)流動特(te)性 當流量(liang)大于始(shǐ)動流量(liang)值後，随(sui)着流量(liàng)的增加(jiā)，渦輪旋(xuan)轉💛角🐕速(sù)🔆度也将(jiang)增大。在(zài)測量範(fàn)圍内，流(liu)體産生(sheng)的阻力(lì)矩 T将成爲(wei)影響流(liú)量計特(te)性的主(zhǔ)要困素(su)。相對來(lai)說，由🈲軸(zhou)承及🛀🏻其(qí)⚽它👨‍❤️‍👨機械(xiè)傳動部(bu)件摩擦(ca)産生的(de)機械阻(zu)力矩就(jiù)比較📧小(xiao)了。以下(xià)讨論👨‍❤️‍👨中(zhong)，假定機(ji)械阻力(li)矩爲 0，則儀(yí)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(tong)的流動(dong)狀态下(xià)，流體産(chan)生阻力(lì)的機理(li)不同，效(xiào)果也不(bu)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(lùn)。 區(qu)分層流(liu)流動狀(zhuang)态和紊(wěn)流流動(dòng)狀态必(bì)須引入(ru)雷諾📧數(shù)（ 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(yùn)動粘度(du)。 通(tong)常 Re≥2320是管内(nèi)流動由(yóu)層流流(liu)動狀态(tai)轉變爲(wèi)紊流流(liú)動狀态(tai)的🌍判🥰斷(duan)依🔅據。 在層(ceng)流流動(dòng)狀态時(shí)，流體流(liú)動阻力(li)矩 T與流體(ti)動力牯(gu)度（也稱(chēng)粘度） μ、流體(tǐ)流量 Q成正(zheng)比，即 T=C1μQ。式中(zhōng)， C1爲(wèi)常數，代(dài)入式（ 1）可知(zhi)：若粘度(dù)變化，則(ze)儀表系(xì)數 K也随之(zhī)變化；若(ruò)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(ti)密度和(he) Q2成(cheng)正比．此(ci)時可計(ji)流體粘(zhan)度的影(yǐng)響．即 T=C2ρQ2，式中(zhong)， C2爲(wei)常數，代(dài)入式（ 1）可知(zhi)：在紊流(liú)流動狀(zhuang)态時，儀(yí)表系數(shu) K僅(jin)與儀表(biao)本身結(jie)構參數(shù)有關，而(ér)與流量(liang) Q、流(liú)體粘度(du) μ等(děng)參數無(wú)關，可近(jìn)似爲常(chang)數。隻有(yǒu)在這種(zhong)狀态下(xia)，儀表系(xi)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(qū)間，也就(jiu)是該流(liú)量計的(de)測量範(fan)圍。 2.2.2 溫度、壓(yā)力的變(biàn)化對标(biāo)定精度(dù)影響的(de)分析 運動(dong)粘度 ν爲動(dòng)力粘度(dù)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(jian)的關系(xi)、雷諾數(shù)的🧑🏾‍🤝‍🧑🏼定義(yì)及氣體(ti)狀态方(fang)程可知(zhī)，在一定(ding)的溫度(du)範圍内(nèi)，随着溫(wen)度的提(ti)高💜，在同(tóng)樣流量(liàng)下雷諾(nuo)數也增(zēng)加。根據(ju)層流、紊(wěn)流的判(pàn)定條件(jiàn)可知：溫(wēn)度的增(zeng)加，使流(liu)體在較(jiao)小🈲流量(liang)即可達(da)到紊流(liú)💋狀态這(zhè)樣，渦輪(lun)表實際(ji)進入精(jing)度🔞範圍(wei)的小流(liu)量 Qamin将減小(xiǎo)。 而(ér)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(nuò)數🍉也增(zeng)☔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(jiào)小流量(liang)即可達(dá)到紊流(liu)狀态，這(zhe)樣流量(liang)計實際(jì)進入精(jīng)度範圍(wéi)的小流(liú)量 Qamin将減小(xiao)。 2.3 壓(yā)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(jin)理想氣(qi)體程度(dù)的參數(shù)。通常标(biao)定溫度(dù)爲常溫(wen)、标定壓(ya)力不會(huì)太高，可(kě)以不考(kao)慮 Z的影響(xiang)。 2.4 速(sù)度分布(bù)畸變對(dui)标定精(jīng)度的影(yǐng)響 渦輪表(biǎo)是速度(du)式的流(liú)量測量(liang)儀表，其(qí)儀表特(tè)性直接(jiē)受氣體(tǐ)流動狀(zhuang)态的影(ying)響。對其(qí)進口處(chù)的速度(du)分布尤(yóu)爲敏感(gǎn)。進口流(liú)速的✍️突(tu)變和流(liu)體的旋(xuán)轉可使(shi)測量誤(wu)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(qián)一般有(yǒu)若十倍(bei)管道直(zhí)徑的直(zhí)管段，但(dàn)往👨‍❤️‍👨往由(yóu)于直管(guǎn)段長度(dù)不夠，進(jin)口處流(liú)體的旋(xuan)轉采能(néng)*消除、或(huò)由于安(ān)🐕裝流量(liàng)計時密(mì)封墊片(pian)突出而(ér)改變了(le)流體和(hé)🌈渦輪葉(yè)片之間(jiān)的角度(du)，這㊙️些影(ying)響往往(wang)使儀表(biao)常數變(bian)化 2%或更多(duō)。 2.5 輔(fǔ)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(lai)于溫度(du)、壓力傳(chuán)感器、定(ding)時器、脈(mo)沖計💜數(shu)器的選(xuan)取及安(ān)裝位置(zhi)的确定(ding)。如果傳(chuan)感器精(jing)度不夠(gou)，則不能(néng)保證測(cè)量值的(de)精度。如(rú)果傳感(gan)器安裝(zhuang)位置不(bú)合适，則(ze)不能正(zhèng)确測量(liàng)通過标(biao)準裝置(zhi)及待測(cè)渦輪表(biao)的👣氣體(tǐ)的實際(jì)溫度、壓(ya)力值。且(qie)可能會(hui)影響氣(qì)體的流(liú)動狀态(tài)，導緻渦(wo)輪表進(jin)口處的(de)🌈速度分(fen)布不均(jun1)，從而影(ying)響标定(dìng)的精度(du)。 2.6 數(shù)據的分(fen)析處理(li)對标定(ding)精度的(de)影響 因爲(wèi)氣體渦(wo)輪流量(liàng)計是計(jì)量一段(duàn)時間内(nei)通過他(ta)❤️的氣體(tǐ)的體🈲積(ji)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(zhǔn)裝置的(de)😍示值與(yǔ)真值還(hái)是有點(dian)差異的(de)，所以若(ruò)不充分(fen)考慮氣(qì)體通過(guo)标準裝(zhuang)置、待測(ce)表時狀(zhuang)态的差(cha)異以及(ji)标準裝(zhuāng)置自身(shēn)的♈誤差(chà)等因素(su)，所造成(chéng)的誤差(chà)将會很(hen)大。 對于渦(wō)輪表示(shi)值精度(dù)的标定(dìng)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(gai)流量點(dian)取消。一(yī)般同 *量點(dian)至少測(ce)試 3次，取 2次相(xiang)近數據(jù)的平均(jun1)值爲測(cè)量值。若(ruò)出現異(yì)常數據(jù)，需增😘加(jia)試驗次(ci)數。對于(yú)每個流(liú)量再進(jìn)行如下(xià)的數✉️據(ju)分析，設(shè)： V'、 V 分别(bie)爲時間(jiān) t内(nei)實際通(tong)過标準(zhun)裝置和(hé)待測表(biao)的氣體(ti)體積； V、 Vc 分别爲(wei)時間 t内标(biāo)準裝置(zhì)和待測(ce)表的體(tǐ)積示數(shù)； P、 Pc 分别(bie)爲通過(guò)标準裝(zhuang)置和待(dai)測表的(de)氣體壓(ya)力； TN、 Tc 分(fèn)别爲通(tong)過标準(zhǔn)裝置和(hé)待測表(biǎo)的氣體(ti)溫度； ZN、 Zc 分别爲(wei)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(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(wen)度差， △ T=TN - Tc； fN 爲在某(mou)流量點(dian)标準裝(zhuang)置的體(tǐ)積示數(shù) VN與(yǔ)實際通(tōng)過他的(de)氣體體(ti)積 V' 相比所(suo)得的示(shi)值相對(duì)誤差。 fc 爲在(zài)某流量(liang)點待測(ce)表的體(tǐ)積示數(shù) Vc與(yǔ)實際通(tong)過他的(de)氣體體(tǐ)積 V相比所(suǒ)得的示(shì)值相對(dui)誤差。 由氣(qì)體狀态(tài)方程可(ke)得： 标準裝(zhuāng)置 PNV'/TN=ZNmR （ 3） 待測(ce)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(qu)，由上式(shì)可知：忽(hu)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(zào)成的誤(wù)差爲（ △ T/TN） ×*；忽略标(biao)準裝置(zhi)自身誤(wù)差的存(cún)在，造成(cheng)的誤差(cha)爲 fN×*，所以必(bì)須考慮(lǜ)氣體通(tong)過标準(zhun)裝置和(hé)待測表(biao)時溫度(du)、壓力的(de)差異以(yǐ)及标準(zhǔn)裝置自(zi)身的誤(wu)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(biāo)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(lún)表口徑(jìng)較小時(shi)（小于 100mm），就不(bu)宜選用(yòng)渦輪表(biao)作爲标(biao)準表。 鑒于(yú)流量越(yuè)小，雷諾(nuò)數越小(xiǎo)，則忽略(lue)氣體粘(zhān)性造成(cheng)的誤差(chà)越太🐪，所(suo)以音速(su)噴嘴标(biāo)準裝置(zhì)隻适合(hé)标定大(da)流量、大(dà)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(zhi)都是十(shí)分必要(yào)的。爲使(shǐ)容器氣(qì)體溫度(dù)盡快📞均(jun1)勻穩定(dìng)，還應在(zài)容器内(nei)加裝攪(jiao)拌機。 一般(ban)用鍾罩(zhao)來标定(dìng)小口徑(jing)、小流量(liang)渦輪表(biǎo)，且選擇(zé)鍾罩時(shí)✉️其容積(ji)一定要(yao)足夠大(da)，以保證(zheng)大流量(liàng)點标定(dìng)的精度(dù)。爲了保(bǎo)證🈲水質(zhi)💁的清潔(jie)，鍾罩内(nei)的水應(ying)每天更(geng)換。當鍾(zhōng)罩鼓起(qǐ)後，爲了(le)使鍾罩(zhao)内📐氣體(tǐ)溫度均(jun1)勻，鍾罩(zhao)充👄滿氣(qi)後，應等(deng)待 5min之後才(cái)能開始(shǐ)試驗。另(ling)外，鍾罩(zhao)與音速(sù)噴嘴作(zuò)爲标準(zhǔn)裝置還(hai)💞需利用(yòng)空調、幹(gàn)燥器等(deng)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(dìng)裝置必(bì)須立于(yú)空間足(zu)夠大的(de)試驗室(shì)内，保證(zhèng)标準裝(zhuāng)置、待測(ce)渦輪表(biao)不在單(dan)方向受(shou)熱（如太(tai)陽的輻(fu)射❄️、加熱(rè)器或🏃‍♀️其(qi)他熱源(yuan)）。試驗室(shì)中的溫(wēn)度變化(huà)不得超(chāo)過 20±5℃ 的(de)溫度範(fàn)圍。由于(yu)渦輪表(biao)進入精(jīng)度的流(liú)量範圍(wei)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(ding)時的💁表(biǎo)壓✊及當(dāng)地的大(dà)氣壓力(lì)。 3.3 消(xiāo)除标定(ding)系統中(zhōng)管路設(shè)計方面(mian)的影響(xiang) 爲(wei)了有效(xiào)地消除(chu)旋轉流(liu)．應在渦(wo)輪表前(qián)安裝必(bì)要的直(zhí)管段，且(qie)在渦輪(lún)表前加(jiā)裝整流(liú)器，并保(bǎo)證管道(dào)⛷️及流量(liàng)計密封(feng)🈚墊片良(liáng)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(xiao)除流量(liang)計後♋的(de)各種管(guan)件、閥門(mén)的不良(liang)影響，流(liú)⛹🏻‍♀️量計後(hòu)也應保(bao)證至少(shǎo) 5倍(bèi)以上管(guǎn)道直徑(jìng)的直管(guan)段。 3.4 消除輔(fu)助測量(liang)裝置方(fang)面的影(yǐng)響 選擇高(gao)精度的(de)溫度、壓(yā)力傳感(gǎn)器、定時(shí)裝置等(děng)輔助設(she)施🌍，其精(jīng)💔度必須(xu)高于待(dài)測渦輪(lún)表所需(xū)精度 l~2級，且(qiě)安裝位(wei)置應合(hé)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(lü)氣體通(tōng)過标準(zhun)裝置和(he)待💃測表(biǎo)時溫度(dù)、壓力的(de)差異以(yi)及标準(zhǔn)裝置自(zì)身♌的誤(wu)差。若忽(hu)略通過(guo)标準♻️裝(zhuāng)置和待(dai)測表的(de)氣體壓(yā)縮系數(shu)的差異(yì)，可求得(dé)待測渦(wo)輪表在(zài)☎️某 *量點的(de)相對示(shì)值誤差(cha)。 4 結(jié)論 （ 1）标(biao)定小口(kou)徑、小流(liú)量的渦(wo)輪表應(ying)選用鍾(zhong)罩标準(zhun)裝置，标(biao)♋定🐉大口(kou)徑、大流(liú)量的渦(wo)輪表應(yīng)選用音(yin)速噴嘴(zui)，對于口(kǒu)徑爲 100mm以及(ji)大于 100mm的渦(wo)輪流量(liang)計也可(ke)選用标(biao)準渦輪(lún)表作爲(wei)标準裝(zhuang)置，但每(mei)年需重(zhòng)新檢定(ding) 1次(cì)。 （ 2）合理(li)設計标(biao)定系統(tǒng)，保證氣(qi)體渦輪(lún)流量計(jì)有足夠(gou)的👌前後(hòu)直管段(duàn)，如受管(guǎn)線的限(xiàn)制使直(zhi)管段長(zhǎng)度不夠(gou)，則✌️應在(zai)🐆流量計(jì)前🌈加裝(zhuang)整流器(qi)。氣質較(jiào)髒時，應(yīng)加裝過(guo)濾器，避(bì)免雜質(zhì)對系統(tong)的影響(xiǎng)。當氣質(zhì)的含水(shuǐ)量較大(da)時．應加(jiā)裝脫水(shuǐ)幹燥裝(zhuāng)置。 （ 3）選(xuǎn)擇設計(ji)方案，選(xuan)擇高精(jing)度的溫(wēn)度、壓力(lì)傳感器(qi)、定時💃裝(zhuāng)置等輔(fu)🏒助設旋(xuán)，其精度(du)必須高(gao)于待測(cè)渦輪表(biǎo)所需💋精(jīng)度 1~2級，将系(xì)統誤差(chà)降爲小(xiǎo)。 （ 4）嚴格(ge)按操作(zuo)規程進(jìn)行标定(dìng)，滿足标(biāo)定所需(xū)要的溫(wen)度、壓力(li)、濕度等(děng)環境條(tiao)件。 （ 5）正(zheng)确處理(li)數據，充(chong)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(yǐ)及标準(zhǔn)裝置自(zi)身的誤(wù)差。标準(zhun)🐅裝置應(ying)認真維(wei)護，并依(yi)照技術(shu)*的規定(ding)定期進(jìn)行檢定(ding)。