摘要(yao):通過對1台DN80氣體渦(wo)輪流量計 在1m³/h~1.5max流量(liàng)範圍内進行實驗(yan)，得出氣體渦輪流(liu)量計的儀表🚶系數(shù)K與流量qr.之間的特(tè)性曲線,表明在0.8qmin以(yi)下儀表系數不穩(wen)定🈚，流量計超🚶‍♀️差:在(zài) qmax~1.5max範圍内儀表系數(shu)穩定性好✂️，流量計(ji)精度高，由此說🔞明(ming)實驗所選型号的(de)🏃‍♂️氣體渦輪流量計(jì)，儀表系數在标稱(chēng)流量範圍以外🌈仍(réng)有可能滿足計量(liang)要求，特别是大于(yu)🔞标稱流量上🏒限後(hou)儀表系數仍然穩(wěn)定,在學術研究領(lǐng)域擴展了思路，也(ye)爲選型應用提供(gong)了借鑒的經驗。
　　氣(qì)體渦輪流量計具(ju)有精度高、測量範(fan)圍寬、重複性好、壓(ya)力🎯損失小、耐高壓(ya)、多種顯示方式、安(ān)裝維修方便、耐🐉腐(fu)蝕等優👄點叫已被(bèi)廣泛應用于天然(rán)氣貿易🐆結算計量(liang)，甚至還作爲量值(zhí)傳遞的标準儀表(biao)。
　　根據其計量原理(li)，流量計的傳感器(qi)應有一個經标準(zhun)裝置檢定給出的(de)儀表系數，其精度(dù)和流量範圍♈必須(xu)滿足流量計技🍓術(shu)規🏃🏻‍♂️範的要求，正确(què)的儀表系數值是(shi)保證流量計計量(liàng)精度㊙️的基本保證(zheng)。在理想狀态下，也(yě)就是假定渦輪處(chu)于勻速運動的平(ping)衡狀态,機械摩擦(cā)阻力矩和流體阻(zu)力矩都足夠小甚(shèn)至♈可以忽略不計(ji)的狀态,儀表系數(shu)與流量的關系爲(wèi)(1)式:
 
　　式中:f爲脈沖頻(pín)率:qv爲流體體積流(liu)量;Z爲渦輪葉片數(shù)🈲:θ爲葉片結構🚶角;A爲(wèi)流通截面積;r爲葉(yè)片平均半徑.
　　可見(jiàn)，理想特性僅與渦(wo)輪流量計的結構(gou)參數有關，與流體(tǐ)的流動狀況無關(guān),儀表系數爲一個(gè)常數，在K-qv圖上爲一(yī)🚩平行🌏于橫軸的直(zhí)線。
　　在已報道的很(hěn)多文獻及書籍中(zhōng)，作者都通過建立(lì)數學模型來對氣(qi)體渦輪流量計的(de)工作特性進行較(jiào)爲詳細💛地分析與(yǔ)👨‍❤️‍👨描述、但在實際應(yīng)用的過程中儀表(biao)系數K與流量qv之間(jiān)呈現出來的關⭐系(xi)究竟是否符合已(yǐ)有的結論呢?而對(duì)于标✌️稱流量範圍(wei)之外,尤其是當實(shí)際流量超出标稱(chēng)流量上限後，儀表(biao)系數🏃‍♀️與流量之間(jian)👣的關系又呈現什(shí)㊙️麽樣的狀态呢?目(mù)前這方面還鮮有(you)人進行研究。對此(ci)基于以下實驗進(jìn)行✂️相關分析。
1實驗(yan)方案
1.1環境條件
　　溫(wēn)度24~25℃,相對濕度30%~35%，大氣(qi)壓力94~95kPa,采用表後取(qǔ)壓。
1.2實驗設計
　　實驗(yàn)選用了1台DN80的氣體(ti)渦輪流量計，其标(biāo)稱流量範🏃‍♀️圍爲20~400m³/h,精(jīng)🏃度⛱️等級爲1.0級。由于(yú)實驗是研究性的(de)而不是對流量計(ji)☂️的檢定，并考慮到(dào)實驗用臨界流噴(pēn)嘴氣體流量☎️标準(zhun)裝置實際情況，将(jiang)流量檢定範圍确(què)定爲例!:1m³/h~1.5qmax即1~600m³/h，在流量(liang)範圍内埃勻選取(qu)35個流量點,共進行(háng)188組實驗,得到的流(liú)量計K-qv曲線如圖1所(suǒ)示🔞。
 
2數據分析
　　由表(biǎo)1實驗數據知，在1m³/h時(shí)無信号輸出，2m/h時開(kai)始有流量，說💔明其(qí)始🚶動流量在1~2m³/h之間(jiān)間。在流量計的流(liú)量大于始動♈流量(liàng)👨‍❤️‍👨而小于傳感器流(liú)量下限的情況下(xià)，儀表系數K随着流(liu)量qv的增大而迅速(su)♻️增大，此時流體處(chu)于層流流動狀态(tai),其特性受軸承摩(mó)擦力、流體黏性阻(zu)👅力影響較大B!:當流(liu)量低于0.8qmin時，儀表系(xì)數☂️随着流量迅速(su)變化，其測量誤差(chà)在流量計的允差(chà)範圍外🍉，儀表系數(shu)本身🥰不準确,不能(néng)作☂️爲實際檢測流(liu)量.
　　儀表系數K在30m/h處(chu)出現峰值,該點爲(wèi)層流與紊流的交(jiāo)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻界點，在此之後流(liu)體處于紊流狀态(tài)，儀表系數則開始(shǐ)呈😘現出常數的特(tè)征，當㊙️流體黏度确(que)定時，儀表系數與(yǔ)傳感器的結構尺(chi)寸有關;而在qmax~1.5qmax的流(liú)量範圍内，儀表系(xi)數仍然具有非常(cháng)好的穩定性。具體(tǐ)儀表系數及線性(xìng)度、重複性列于表(biǎo)1.
　　依據JJG1037-2008(渦輪流量計(ji))國家計量檢定規(guī)程，渦輪流量計的(de)儀表🐆系數K,線性度(dù)EL和重複性E,分别定(ding)義爲:
 
　　式中:(E)爲第i個(ge)測量點的系數重(zhòng)複性;Kr爲.第i個流量(liang)點的平均儀🌂表系(xi)數:n爲第i個流量點(dian)的測量次數:Kij爲第(dì)i個流量點第j次測(ce)量得到的儀表系(xi)數值;`K爲流量計儀(yi)表系數值;(Ki)max爲各流(liú)量點系數⛱️Ki中最大(dà)☔值:(Ki)min爲各流量點系(xì)數K中最小值:EL爲線(xiàn)性度。
　　從表1中數據(ju)可以看出，在qmin~0.2qmax的流(liu)量範圍内，儀表系(xi)數💘出現峰值,線性(xìng)度爲0.590%,重複.性爲0.069%，其(qí)測量誤差已在允(yǔn)差範圍内(±2%)，符合流(liú)量計精度要求:在(zài)0.2qmax~1.5qmax的流量範圍内，儀(yi)表系數始終處于(yú)穩定的狀态,尤其(qí)是在 qmax~1.5q,max的流量✨範圍(wéi)内，線性度僅爲0.109%，重(zhong)複性高🌍達0.046%,儀表系(xì)數變化幅度非常(cháng)小，流量計的測量(liàng)正确率就非常高(gāo)。
 
3結論與讨論
　　實驗(yan)通過對不同流量(liàng)範圍内儀表系數(shu)與流量關⭐系的研(yan)究，可以看出,渦輪(lún)流量計儀表系數(shù)可以分爲兩段"即(ji)線性段和非線🔆性(xìng)段，非線性段内儀(yi)表系數随流量變(bian)化🌈有較大🔱變化，線(xian)性段儀表系數也(ye)有♋一定變化，但幅(fu)度非🈲常小，而在qmax~1.5qmax的(de)範圍内🌈,儀表系數(shù)仍然處于非📱常穩(wen)定的狀态，該實驗(yàn)結👌論是其他研究(jiu)中沒有涉及到的(de)，對渦輪流量計的(de)實際應用具有一(yi)定的參考意義。
　　從(cóng)流量計的使用壽(shou)命方面考慮，對于(yu)每日儀表實際運(yùn)行🏃‍♂️時間💋不超過8h的(de)斷續工作場合,選(xuǎn)擇實阿使用時最(zuì)大流量的1.3倍作爲(wèi)流量範圍上限，對(duì)于每日儀表實際(ji)運行時間不低于(yú)8h的連續工作場合(hé)，選擇實際使用時(shi)最大流量的1.4倍作(zuò)👉爲流量範圍上限(xiàn)，而儀表下限流量(liàng)以實際使🌈用最小(xiao)流量的0.8倍爲合适(shi)隊本次實驗🔴結果(guo)也證明在這些流(liu)量範圍内儀表系(xi)數是符✊合檢測精(jīng)度要求的。

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