摘要:通(tong)過對1台DN80氣體(ti)渦輪流量計(ji) 在1m³/h~1.5max流量範圍(wéi)内進行實驗(yàn)，得出氣體渦(wo)輪流量計的(de)儀表系數K與(yǔ)流量qr.之間的(de)特性曲線,表(biǎo)明在0.8qmin以下儀(yi)⛷️表系數不穩(wen)定，流量♌計超(chao)差:在 qmax~1.5max範圍内(nèi)儀表系數穩(wen)定性好，流量(liang)計精度高，由(yóu)此說明實驗(yan)所選型号的(de)氣體渦輪流(liu)量計，儀❓表系(xi)數在标稱流(liu)量範圍以外(wài)仍有可能滿(mǎn)足計量要求(qiú)，特别是大于(yu)🈚标稱流量上(shàng)🔞限後儀表系(xì)數仍然穩定(ding),在學術研究(jiū)領域擴展了(le)思路，也爲選(xuan)型應用提供(gòng)了借鑒的經(jing)驗。
　　氣體渦輪(lun)流量計具有(yǒu)精度高、測量(liàng)範圍寬、重複(fú)性好、壓力損(sun)失小、耐高壓(ya)、多種顯示方(fāng)式、安裝維修(xiū)方🍉便、耐☎️腐蝕(shi)等優點叫已(yi)被廣泛應用(yong)于天然氣貿(mao)易結算計量(liang)，甚至還作爲(wei)量值傳遞的(de)标準儀表。
　　根(gēn)據其計量原(yuán)理，流量計的(de)傳感器應有(yǒu)一個經标準(zhun)裝置檢定給(gei)出的儀表系(xì)數，其精度和(hé)流量範圍必(bi)須滿足流量(liang)計技術規範(fan)的要求，正确(que)的儀表系數(shu)值是保證流(liú)🍓量計計量精(jing)度的基本保(bao)證。在理想狀(zhuang)态下，也就是(shì)假定渦輪處(chu)于勻速運動(dòng)的平衡狀✊态(tai),機械摩擦阻(zu)力矩和流體(tǐ)阻力矩都足(zú)夠小甚至可(kě)以忽略不計(jì)的狀态,儀表(biao)系🔱數與流量(liang)的關🚩系爲🈚(1)式(shi):
 
　　式中:f爲脈沖(chòng)頻率:qv爲流體(tǐ)體積流量;Z爲(wei)渦輪葉片數(shu):θ爲葉片結構(gòu)角;A爲流通截(jié)面積;r爲葉片(piàn)平均半徑.
　　可(kě)見，理想特性(xing)僅與渦輪流(liú)量計的結構(gòu)參數有關，與(yu)流體的流動(dòng)狀況無關,儀(yi)表系數爲一(yī)個常數，在🈲K-qv圖(tú)上爲一平行(hang)于橫軸的直(zhi)線。
　　在已報道(dao)的很多文獻(xiàn)及書籍中，作(zuò)者都通過建(jian)立數學模型(xíng)來對氣體渦(wo)輪流量計的(de)工作特性進(jìn)行較爲詳細(xi)地分析與描(miao)述、但在實際(ji)應用的過程(chéng)中儀表系數(shù)K與流量qv之間(jiān)呈現出來的(de)關系究竟是(shi)否符合已有(yǒu)的結論呢?而(er)對于标稱流(liu)量範圍之外(wai),尤♈其是當實(shí)際流量超出(chu)标稱流量上(shàng)限後，儀表系(xì)數與流量之(zhi)間的關系又(yòu)呈現什麽樣(yang)的狀态呢?目(mù)前這方面還(hai)鮮有人💜進行(háng)研究。對此基(jī)于以下實驗(yàn)進行相關分(fèn)析。
1實驗方案(an)
1.1環境條件
　　溫(wen)度24~25℃,相對濕度(du)30%~35%，大氣壓力94~95kPa,采(cǎi)用表後取壓(yā)。
1.2實驗設計
　　實(shi)驗選用了1台(tai)DN80的氣體渦輪(lun)流量計，其标(biao)稱流量範圍(wéi)爲20~400m³/h,精度等❗級(jí)爲1.0級。由于實(shí)驗是研究性(xìng)的而不是對(duì)流量計的檢(jiǎn)定，并♌考慮到(dào)實驗用臨界(jiè)流噴嘴氣體(ti)流量标準裝(zhuāng)👈置實際情況(kuàng)，将流量檢🌂定(ding)範圍确定爲(wei)例!:1m³/h~1.5qmax即1~600m³/h，在流量(liàng)範圍内埃勻(yún)選🚶取35個流量(liang)點,共進行188組(zǔ)實驗,得到🙇‍♀️的(de)流量計K-qv曲線(xian)如圖1所示。
 
2數(shù)據分析
　　由表(biǎo)1實驗數據知(zhi)，在1m³/h時無信号(hào)輸出，2m/h時開始(shǐ)有流量，說明(ming)其始動流量(liang)在1~2m³/h之間間。在(zài)流量計的流(liu)量大于始動(dong)流量而小于(yú)傳感器流量(liang)下限的情況(kuang)下，儀表系數(shu)K随着流量qv的(de)增大而迅速(sù)增大，此時流(liu)體處于層流(liu)流動狀态,其(qi)特性受軸承(cheng)摩擦力、流體(ti)黏性阻力影(ying)響較大B!:當流(liu)量低于0.8qmin時，儀(yí)表系數随着(zhe)流量迅速變(biàn)化，其測💋量誤(wu)差在流量計(jì)🏃‍♂️的允差範圍(wéi)外，儀表系數(shù)本身不準确(què),不能作爲實(shí)際檢測流量(liang).
　　儀表系數K在(zai)30m/h處出現峰值(zhí),該點爲層流(liú)與紊流的交(jiāo)界點，在此之(zhī)後流體處于(yu)紊流狀态，儀(yí)表系數則開(kai)始呈現出常(cháng)數的特征，當(dang)流體黏度确(que)定時，儀表系(xi)數與傳🛀感器(qì)的🈲結構尺⭕寸(cùn)有關;而在qmax~1.5qmax的(de)流量範圍内(nèi)😍，儀表系數仍(réng)然具有✌️非常(cháng)好的穩定性(xìng)。具體儀表系(xi)♋數及線性度(du)、重複性列于(yu)表1.
　　依據JJG1037-2008(渦輪(lún)流量計)國家(jia)計量檢定規(gui)程，渦輪流量(liang)計的儀表💛系(xi)數🔞K,線性度EL和(he)重複性E,分别(bié)定義爲:
 
　　式中(zhōng):(E)爲第i個測量(liang)點的系數重(zhòng)複性;Kr爲.第i個(ge)流量點🚩的平(ping)均儀表系數(shù):n爲第i個流量(liang)點的測量次(cì)數:Kij爲第✏️i個流(liu)量點第j次測(cè)量♻️得到的儀(yi)表系數值;`K爲(wèi)流量計儀表(biǎo)系數值;(Ki)max爲各(ge)流量點系數(shù)Ki中最大值:(Ki)min爲(wei)各流量點系(xì)數K中最小值(zhí):EL爲線性度。
　　從(cóng)表1中數據可(ke)以看出，在qmin~0.2qmax的(de)流量範圍内(nèi)，儀表系數出(chu)現峰值,線性(xing)度爲0.590%,重複.性(xìng)爲0.069%，其測量誤(wu)差已在允差(chà)範🐆圍内(±2%)，符合(hé)👄流量計精💋度(du)要求:在0.2qmax~1.5qmax的流(liú)量範圍内，儀(yí)表系數始終(zhong)處于穩定的(de)狀态,尤其是(shì)在 qmax~1.5q,max的流量範(fan)圍内，線性度(du)僅爲0.109%，重複性(xìng)高達0.046%,儀表系(xi)🌈數變化幅度(dù)非常小，流量(liang)計的測量正(zheng)确率就非常(cháng)高。
 
3結論與讨(tao)論
　　實驗通過(guò)對不同流量(liang)範圍内儀表(biǎo)系數與流量(liàng)關系的研究(jiu)，可以看出,渦(wo)輪流量計儀(yí)表系數可以(yǐ)分爲兩🈲段"即(ji)線性段和非(fēi)線性段，非線(xian)性段内儀表(biǎo)系數随流💔量(liàng)變化有較大(da)變化，線性段(duan)儀表系數也(ye)有一定變化(huà)💋，但幅度非常(cháng)小，而在qmax~1.5qmax的範(fan)圍内💃🏻,儀表系(xi)數👌仍然處于(yu)非常穩定的(de)狀态，該實驗(yan)結論是其他(tā)研究中沒有(you)涉及到的，對(duì)渦輪流量計(ji)的實際應用(yong)具有一定的(de)參考意義。
　　從(cong)流量計的使(shǐ)用壽命方面(mian)考慮，對于每(mei)日儀表實際(ji)運行🈲時間不(bú)超過8h的斷續(xù)工作場合,選(xuan)擇實阿使用(yòng)時最大流量(liang)🌍的1.3倍作爲流(liu)量範圍上限(xiàn)，對于每日儀(yi)表實際運行(háng)時間不低于(yu)8h的❌連續工作(zuò)場合，選擇實(shi)際使用時最(zuì)大流❄️量的1.4倍(bèi)作爲流量範(fàn)圍上限，而儀(yí)表下限流量(liang)以實際使用(yòng)最小流量❓的(de)0.8倍爲合适隊(duì)本次實驗結(jie)果也證明在(zai)這些流量範(fàn)圍内儀表系(xì)數是符合檢(jian)測精度要求(qiú)的。

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