摘要(yào):葉輪是(shì)渦輪流(liu)量計
的(de)重要組(zǔ)成部分(fen),根據理(li)論模型(xíng)可知，葉(yè)輪對渦(wō)輪流量(liàng)計的計(jì)量性能(neng)具有一(yi)定的影(ying)響。針對(dui)不同葉(yè)👈輪對🔅渦(wo)輪⛹🏻♀️流量(liang)計的影(ying)響,通過(guo)試驗的(de)方法,分(fèn)析了改(gai)變葉🐆輪(lún)傾斜角(jiǎo)對渦輪(lún)流.量計(jì)計量性(xìng)能的影(yǐng)響。結果(guǒ)表明,角(jiao)度較大(dà)的葉輪(lún)B對🤞其誤(wu)差曲線(xiàn)影響較(jiào)☎️小;角度(dù)較小的(de)葉輪A對(duì)其誤差(cha)曲線影(ying)響較大(da)。
渦輪流(liú)量計具(jù)有精度(dù)高、重複(fu)性好、結(jié)構簡單(dān)、測量範(fàn)圍廣、體(ti)積小、質(zhi)量輕、壓(yā)力損失(shi)小、維修(xiu)方便等(deng)優點,被(bèi)廣泛應(yīng)用在石(shí)油、化工(gong)、冶金、城(chéng)市燃氣(qi)管網等(deng)行業中(zhōng)1。随着渦(wō)輪流量(liàng)計的大(da)量使用(yong)，用戶對(dui)其計量(liang)準确度(dù)的要求(qiu)也越來(lái)越高。
葉(ye)輪傾斜(xié)角θ或葉(ye)片數Z是(shì)渦輪流(liu)量計設(shè)計中的(de)重㊙️要參(can)數,直接(jiē)影響流(liu)量計的(de)計量性(xing)能。θ角減(jian)小，當進(jìn)人流♊量(liàng)計被測(cè)流體流(liú)速相同(tong)時，葉輪(lun)速度将(jiang)提高。當(dāng)其它條(tiao)件不變(bian)時,随着(zhe)θ角減小(xiao),葉輪㊙️轉(zhuǎn)速增大(da),提㊙️高.了(le)儀表✔️的(de)靈敏度(du)。但轉速(su)提高使(shǐ)阻力矩(ju)增大,被(bei)📱測流體(ti)的壓力(lì)損失增(zeng)大,軸承(chéng)磨損增(zeng)大，儀表(biao)壽命🐅降(jiàng)低。
在研(yan)發氣休(xiū)渦輪流(liú)量計的(de)過程中(zhōng)，針對葉(ye)輪傾斜(xie)角🧑🏽🤝🧑🏻θ大小(xiao)的改變(bian)對渦輪(lún)流量計(ji)性能的(de)影響進(jìn)行研究(jiu)。
1渦輪流(liú)量計的(de)測量原(yuán)理與結(jié)構
1.1基本(ben)結構
渦(wō)輪流量(liàng)計主要(yao)山整流(liú)器、葉輪(lún)、磁性聯(lian)軸器、機(jī)械🏒計數(shù)器⛱️、内♊輪(lun)變速器(qi)等組件(jian)組成。
1.2 基(ji)本原理(lǐ)
渦輪流(liu)量計是(shì)一-種流(liu)體測量(liang)裝置，流(liú)體的動(dòng)力驅使(shi)葉輪旋(xuán)🐉轉,其旋(xuán)轉速度(dù)與體積(jī)流量近(jin)似成正(zhèng)比例。通(tōng)㊙️過流量(liang)計的流(liú)體體積(jī)是基于(yu)葉輪的(de)旋轉數(shu)得到的(de),主要是(shì)運用磁(cí)🌈電轉換(huàn)裝置或(huo)者機械(xiè)輸出裝(zhuang)置将渦(wo)🏃♂️輪轉速(su)轉👌化成(cheng)電脈沖(chong),二次儀(yí)表進行(háng)計算和(hé)顯示，由(yóu)☔單位時(shi)間内電(diàn)脈沖和(hé)累計電(diàn)脈沖數(shu)來反映(ying)瞬時和(hé)累計流(liu)量。
1.3 葉輪(lun)
渦輪葉(yè)輪亦稱(cheng)葉輪，一(yi)般采用(yòng)工程塑(sù)料、鋼或(huo)鋁合金(jin)🔴材質☁️,其(qi)作用是(shì)把流體(ti)動能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。按(àn)照👌設計(ji)要求,葉(yè)輪葉片(pian)數爲🍉Z= 12~20,葉(ye)片傾斜(xié)角θ=30~45°,重疊(dié)度爲1~1.2,葉(ye)片與内(nei)機光間(jian)隙爲0.5~1 mn。爲(wèi)提高渦(wo)輪流量(liang)計的計(ji)量性能(néng)，可适當(dāng)增加葉(ye)片數或(huo)調整傾(qīng)斜角3)
1.4理(lǐ)論依據(jù)
渦輪流(liú)量計的(de)數學模(mo)型爲
式(shì)中:J爲渦(wō)輪的轉(zhuǎn)動慣量(liang);w爲渦輪(lun)葉輪的(de)旋轉角(jiao)速🚩度;7,爲(wei)流體對(dui)葉片産(chǎn)生的推(tui)動力矩(jǔ);Tm爲渦輪(lún)軸與軸(zhou)承之間(jian)摩❤️擦産(chan)生的機(ji)械❌摩擦(ca)阻力矩(jǔ);Ts爲流體(tǐ)通過渦(wo)輪時産(chǎn)生的流(liú)動阻力(lì)矩;Tm爲♈電(diàn)磁轉換(huàn)器對渦(wō)輪産生(shēng)的電磁(ci)阻力矩(ju);Z爲渦輪(lun)葉片數(shu);θ爲葉片(pian)傾斜角(jiao);r爲葉片(piàn)的平㊙️均(jun)半徑;A爲(wèi)流通截(jie)面積;p爲(wèi)流體的(de)密度🐇;f爲(wèi)信号脈(mò)沖頻率(lü);q爲體積(jī)流量;K爲(wei)儀表系(xi)數;q。爲瞬(shun)時體積(ji)流量。
根(gēn)據數學(xue)模型可(ke)以定性(xìng)判斷出(chū)渦輪流(liú)量計的(de)計量性(xing)能與葉(yè)輪的葉(yè)片傾斜(xie)角有關(guan)，筆者選(xuǎn)取不同(tóng)θ角的葉(ye)輪在同(tong)一台渦(wō)輪流量(liang)計上進(jin)行試驗(yàn)，分析其(qí)對渦輪(lún)流量計(jì)的影響(xiǎng)。
2試驗及(ji)試驗數(shù)據分析(xī)
2.1試驗介(jie)紹
試驗(yan)選取相(xiàng)同内徑(jing)、外徑的(de)葉輪,隻(zhi)是葉輪(lun)的傾斜(xié)角💞、葉片(piàn)數及質(zhì)量可能(neng)不同,對(duì)渦輪流(liu)量計的(de)性能進(jìn)行✂️研究(jiū)。葉輪傾(qīng)斜角的(de)平面圖(tu)如圖1所(suo)示。
2.2試驗(yàn)及試驗(yan)數據處(chù)理
計算(suàn)流量計(jì)的相對(dui)示;值誤(wù)差爲:
式(shì)中:Eij爲第(dì)i檢定點(dian)第j次檢(jiǎn)定被檢(jiǎn)流量計(ji)的相對(dui)示值🌐誤(wù)💛差,%;Vij爲🏃第(di)i檢定點(dian)第j次檢(jiǎn)定時流(liu)量計顯(xian)示的累(lei)👄積流量(liàng)值,m3;(V,)ij爲第(di)i檢定點(dian)第j次檢(jiǎn)定時标(biāo)準器換(huàn)算到❤️流(liu)量計處(chu)狀态🐅的(de)累積流(liu)量值,m3。
試(shi)驗選取(qu)一台0.5級(jí)标準的(de)TGM/G250/DN80/PN16氣體渦(wō)輪流量(liàng)計，選用(yong)兩種✨不(bú)同♻️參😍數(shù)的葉輪(lun),在試驗(yan)中研究(jiu)葉輪對(dui)渦輪流(liú)量計計(ji)量性能(neng)的影響(xiǎng)。
試驗所(suǒ)用葉輪(lún)A與B的差(cha)别見表(biao)1。
試驗之(zhi)前，分别(bie)對裝有(you)不同葉(yè)輪的渦(wō)輪流量(liang)計進行(háng)📞空載計(jì)時,見表(biao)2。
選用葉(yè)輪A時的(de)試驗數(shu)據見表(biao)3。
選用葉(ye)輪B時的(de)試驗數(shu)據見表(biǎo)4。
根據表(biao)3和表4作(zuò)出葉輪(lun)A和葉輪(lun)B的誤差(cha)曲線圖(tu),如圖2和(hé)圖3所🆚示(shi),葉輪A在(zài)流量20~400 m2/h時(shi),0.5級是合(hé)格的，在(zài)100m3/h誤差出(chu)現突變(biàn)情況;葉(yè)輪B在流(liú)❓量12~400m*/h時,0.5級(jí)是合格(ge)的。
根據(ju)表3和表(biao)4作出葉(yè)輪A和葉(yè)輪B的誤(wu)差對比(bǐ)圖,如圖(tú)4所示。
由(yóu)圖4可以(yǐ)看出，葉(ye)輪B的誤(wu)差曲線(xiàn)在流量(liang)點50~400 m3/h的線(xian)性比葉(yè)輪A的線(xiàn)性要好(hǎo);在流量(liàng)點8~12 m3/h，誤差(cha)大概爲(wei)-1%~- -3%左右，均(jun1)爲不合(hé)格點。
3結(jié)論
通過(guò)試驗，分(fèn)别對不(bú)同傾斜(xie)角葉輪(lun)進行研(yán)究,得出(chū)如下結(jie)論:
(1)葉輪(lun)B在小流(liú)量點的(de)誤差優(you)于葉輪(lún)A;
(2)兩葉輪(lun)在流量(liang)點100m3/h都出(chū)現誤差(cha)突變;
(3)葉(ye)輪A在線(xian)性區誤(wu)差更趨(qū)近零點(diǎn);
(4)葉輪B在(zai)線性區(qū)誤差偏(piān)離零點(diǎn),但是仍(reng)在誤:差(cha)範圍内(nei);
(5)對于量(liàng)程大的(de)渦輪流(liu)量計,應(ying)該優選(xuǎn)傾斜角(jiǎo)較小的(de)葉輪🚶;而(ér)對于量(liang)程小的(de)渦輪流(liu)量計，應(ying)該優選(xuǎn)傾斜角(jiao)💔較大的(de)葉輪;
(6)在(zài)小流量(liang)點區域(yu),不管是(shì)葉輪A還(hái)是葉輪(lun)B,計量誤(wù)差仍然(ran)很大。
總(zǒng)之，葉輪(lún)傾斜角(jiǎo)隻影響(xiǎng)誤差曲(qǔ)線在線(xian)性區偏(piān)離零🈲點(dian)的幅度(du),但是在(zai)小流量(liàng)點誤差(chà)仍然很(hen)大,給貿(mào)易計量(liang)帶來了(le)不公平(píng)，因💜此,接(jiē)下來的(de)研究工(gōng)作主要(yao)是解決(jue)小流量(liang)點誤🍉差(cha)偏大的(de)問題。
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