渦輪(lún)流量計 是(shi) 速度式流(liú)量計 中的(de)主要種類(lèi)，當被測流(liu)體流過渦(wo)輪流量計(jì)傳感器🛀🏻時(shi)，在流體的(de)作用下，葉(yè)輪受力旋(xuan)轉，其轉速(sù)與管🔴道平(píng)均流速成(chéng)㊙️正比，同時(shi)，葉片周期(qi)性地切割(gē)電磁鐵産(chan)生的磁力(li)線，改變線(xian)圈的⭐磁通(tong)量，根據電(dian)磁感應原(yuan)理，在線圈(quan)内将感應(ying)出脈動的(de)電勢信号(hào)，即電脈沖(chong)信号，此🤩電(dian)脈動信号(hào)的頻率與(yu)被測流體(tǐ)的流☂️量成(chéng)正比。影響(xiang)渦輪流量(liang)計精🛀🏻度的(de)主要外部(bu)因素是流(liu)體的流動(dong)狀态，渦輪(lún)🌂流量計特(tè)🔴性曲線要(yào)保持良好(hǎo)的線性關(guān)系，流過流(liu)量計的流(liú)體應爲充(chong)分發展的(de)流型。
1.旋轉(zhuan)系數與下(xia)遊直管段(duan)長度之間(jiān)的關系
旋(xuán)轉流的旋(xuán)轉強度用(yòng)旋轉系數(shu)來表示，旋(xuán)轉系數定(ding)義✔️爲💋角🐕動(dong)量通量與(yǔ)軸向動量(liang)通量的比(bi)值：

式中：ω -- 周(zhōu)向速度；
u -- 軸(zhou)向速度；
R -- 管(guan)道半徑；
A -- 流(liú)體流過的(de)橫截面積(jī)；
ρ -- 密度。
對于(yú)圓管内的(de)旋轉流，在(zài)r=0.95R處的旋轉(zhuan)角度最大(dà)，即：

采用多(duō)項叠代的(de)方法，可編(bian)程計算出(chu)在某個值(zhi)時㊙️（X 爲圓🤩管(guan)直🔅徑💰D的倍(bèi)數）滿足一(yī)定精度的(de)Sw值：

    常數b和(hé)c與流體性(xìng)質、雷諾數(shù)和流量有(you)關，需要通(tong)過實驗确(que)定。對于不(bú)可壓縮流(liu)體，b=0.030~0.085，c=0.10~0.50。一般來(lai)說，流量越(yue)大，旋轉流(liu)的🐅衰減越(yuè)大，由式（3）可(ke)以看出，旋(xuán)轉流發生(shēng)後🔅的直管(guǎn)段越長，旋(xuan)轉流的強(qiang)度💯越弱，對(dui)渦輪流量(liàng)計精度的(de)影✨響越小(xiǎo)。
2.實驗設計(ji)與結果分(fèn)析
    爲了在(zai)實驗過程(cheng)中能得到(dào)理想的旋(xuán)轉流體，實(shí)驗中🙇‍♀️采用(yòng)了模拟多(duō)種強度旋(xuán)轉流的發(fā)生器，旋轉(zhuǎn)流發生器(qi)安🏃裝在流(liú)量計上👣遊(you)來流的起(qǐ)始點處。
    實(shí)驗采用稱(cheng)量法，記錄(lù)電子稱上(shang)的質量脈(mo)沖數N，N乘以(yi)質量脈沖(chong)常數（0.08333），即得(de)到質量值(zhi)（kg），同時記錄(lu)時間和渦(wo)輪變送器(qi)的脈沖數(shu)，在每個流(liu)量點重複(fu)做三次，記(jì)錄三組數(shù)據，共選擇(zé)5個流量點(dian)來覆蓋渦(wō)輪流量計(jì)的測量量(liang)程。流量Q=0.08333N/t，儀(yi)表系數爲(wei)：

儀表系數(shu)K與旋轉數(shù)Sw成線性關(guān)系，儀表精(jīng)度爲：

其中(zhōng)α、d均爲待定(ding)系數。
    根據(ju)實驗所得(de)多組脈沖(chong)數和流量(liàng)數據，可計(jì)算出儀✔️表(biǎo)精度δ值。按(àn)δ-X方程及δ和(hé)X數據進行(hang)最小二乘(cheng)法回歸，可(ke)确定α和d的(de)數值☁️。一般(ban)來說，對不(bú)可壓縮流(liu)體，α=1.15~2.20，d=0.016~0.11。
3.直管段(duàn)長度和流(liú)量計精度(du)的初步預(yù)測
    在工程(chéng)設計中，根(gēn)據流體性(xìng)質、流量和(he)雷諾數确(que)定α和d值。這(zhè)樣🥰，按照式(shi)（5）就可以依(yi)不同的流(liú)量計精度(du)要⛹🏻‍♀️求，對直(zhí)管段長度(du)進行初步(bu)預測，或确(que)定直管段(duan)長度後，對(duì)流量計的(de)精度做初(chū)步預測。
當(dāng)δ=0.2%時，不同流(liú)量下所需(xu)直管段長(zhang)度見表1。
表(biao)1 不同流量(liàng)下所需直(zhi)管段長度(dù)

d	0.0165	0.0385	0.0578	0.0755	0.0801	0.0910	0.106
X	145.05	62.16	41.41	31.70	29.88	26.30	22.58

當X=30時，不同(tóng)流量下儀(yí)表精度見(jiàn)表2。
表2 不同(tóng)流量下預(yù)測的儀表(biao)精度

d	0.0165	0.0385	0.0578	0.0755	0.0801	0.0910	0.106
δ	1.33	0.69	0.39	0.23	0.20	0.14	0.10

對流(liú)量計的精(jīng)度和直管(guǎn)段的預測(cè)，爲不同精(jīng)度要求的(de)渦輪♍流量(liàng)計選擇适(shi)當長度的(de)直管段提(tí)供了理論(lùn)👌參考。
4.結語(yu)
（1）旋轉數Sw與(yu)X成指數關(guān)系，即随着(zhe)下遊距離(lí)X的增加，旋(xuan)轉流強度(dù)以指數方(fang)式衰減。指(zhi)數系數c和(he)α值與介質(zhì)的性質，雷(léi)諾數🙇🏻等參(cān)數有🚩關。
（2）對(dui)于任一旋(xuán)轉流源，随(suí)着下遊距(jù)離的增加(jia)，在大流量(liàng)區旋轉㊙️流(liu)強度衰減(jian)速度快，而(er)在小流量(liang)區，旋轉流(liú)強度衰🌈減(jian)速度要慢(màn)一些，因此(cǐ)，對小流量(liang)的流量計(ji)管道設計(jì)中📞需要加(jia)長直管段(duan)，以減少旋(xuán)轉流對流(liú)量計精度(dù)的影響。
（3）不(bu)論旋轉流(liú)的方向如(ru)何， 流量計(jì) 越靠近旋(xuán)轉流源，流(liú)量計的精(jīng)度δ越差，流(liú)量計精度(dù)🎯可以按式(shi)（5）進行初步(bù)預測。

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