上游單彎頭和閘閥對渦街流量計測量性能影響
(2)在相同后直管段條件下,隨著前直管段的縮短,渦街流量計平均儀表系數逐漸增大,即曲線逐漸上移。
(3)與基準實驗相比,直管段長度改變對小流量造成的影響比大流量時要大,即小流量時儀表系數偏差更大。
(4)當前直管段較長時,后直管段對儀表系數的影響不大;隨著前直管段逐漸縮短,后直管段越短造成平均儀表系數的偏差越大(見表2)。
表2 實驗數據評價
3.3 安裝使用建議
表2給出了23組實驗的數據記錄,并基于第3.1節的評價指標和表3給出的評價方法對數據進行了評價,給出了安裝使用渦街流量計的建議.其中“√”表示安裝的前后直管段合適;“×”表示安裝的前后直管段不合適,上游阻流件對渦街流量計的影響不能忽略。
僅對流量在28~150m3/h情況給出評價結論:根據表3評價方法,如表2所示,對于上游安裝單彎頭,前直管段分別為2D、3D,后直管段分別為3D、5D共4種情況時,彎頭對渦街流量計的測量影響不能忽略;對于上游安裝全開閘閥,除了以上4種前后直管段組合情況外,當前直管段為5D,后直管段為3D時,閘閥對渦街流量計的測量影響均不能忽略。
表3 評價方法
將本實驗結果與日本國家計量科學研究院Takamto等對渦街流量計安裝影響研究的實驗結果進行比較,圖7所示為渦街流量計在彎頭和全開閘閥下游的實驗結果,橫軸為渦街流量計前直管段長度,以管道直徑D為最小單位,縱軸為平均儀表系數的相對誤差

圖7 渦街流量計安裝條件影響實驗數據
Takamto等研究了4種旋渦發生體的渦街流量計在2種安裝角度和2個雷諾數下前直管段的影響,圖7中所示結果包含了多種因素,是一個綜合評價。2個雷諾數分別為3.0×105和7.0×106。
本實驗針對一種典型渦街流量計在常規安裝角度(水平安裝,信號轉換器在上方)下不同前后直管段長度組合進行研究,針對性更強.實驗雷諾數范圍為3.5×104~5.3×105。
2)評價指標不同
Takamto等的研究中只有平均儀表系數的相對誤差作為評價指標,且僅給出了相對誤差的分布圖(圖7),沒有關注在整個測量范圍內儀表系數的特性。
本實驗中除關注平均儀表系數相對誤差外,還對流量范圍內儀表系數的重復性和線性度進行了評價,從圖5和圖6中可以很直觀地看出隨流量變化儀表系數的變化規律。
3)結論不同
Takamto等的結論是:當上游存在單彎頭阻流件時,渦街流量計所需最短上游直管段長度為13D;當上游存在全開閘閥阻流件時,渦街流量計所需最短上游直管段長度為5D。
本實驗研究的結論:當流量在28~150m3/h,渦街流量計上游存在單彎頭時,其所需最短上游直管段長度為5D,下游直管段長度為3D;上游存在全開閘閥時,渦街流量計所需最短上游直管段長度為5D,下游直管段長度為5D。當流量小于28m3/h時,渦街流量計儀表系數明顯下降,已無法正常工作。這說明,阻流件對小流量測量性能影響嚴重,若仍想保證測量精度,則需犧牲流量測量范圍。
5 結語
通過實流實驗定量研究了渦街流量計上游安裝單彎頭和全開閘閥2種情況時對其測量性能的影響。共進行了包括基準實驗在內23組實流實驗,雷諾數范圍為3.5×104~5.3×105。以平均儀表系數的相對誤差、儀表系數的線性度和重復性作為評價指標,最終給出了渦街流量計在2種安裝條件下的推薦前后直管段長度:
當雷諾數為1.0×105~5.3×105,單彎頭時,前直管段長度需滿足至少5D,后直管段長度至少3D;全開閘閥時,前直管段長度需滿足至少5D,后直管段長度至少5D,此時阻流件對渦街流量計的測量影響才能忽略。
當雷諾數小于1.0×105時,由于小流量點的儀表系數嚴重減小,造成整個流量范圍內渦街流量計的測量性能變差:單彎頭時,只有前直管段為20D時可以保證測量精度;全開閘閥時,前直管段15D已無法滿足精度要求。因此當渦街流量計安裝在如彎頭、閘閥等非理想管道條件時,其在低雷諾數時的測量性能需要特別關注。(end) 熱式質量流量計相關文章:熱式質量流量計原理 流量計相關文章:流量計原理
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