LWQ氣體(ti)渦輪流(liú)量計标(biāo)定精度(dù)

摘(zhāi) 要(yào)：分析影(yǐng)響氣體(tǐ)渦輪流(liu)量計标(biāo)定精度(du)的各種(zhong)因素，并(bing)提出了(le)解決的(de)方法。 影響(xiǎng)标定精(jing)度的因(yin)素 2.2 标定壓(ya)力與标(biāo)定溫度(du)的影響(xiang) 2.2.1 渦(wo)輪表的(de)流動特(te)性 當流量(liàng)大于始(shi)動流量(liàng)值後，随(sui)着流量(liang)的增加(jiā)，渦輪旋(xuan)轉角速(su)度也将(jiang)增大。在(zài)測量範(fàn)圍内，流(liú)體産生(shēng)的阻力(lì)矩 T将成爲(wei)影響流(liu)量計特(tè)性的主(zhu)要困素(sù)。相對來(lai)說，由軸(zhou)承及其(qí)⭕它機械(xiè)傳動部(bù)件摩擦(cā)産生的(de)機械阻(zǔ)力矩就(jiù)比較小(xiǎo)了。以下(xià)讨論🐇中(zhōng)，假定機(ji)械阻力(li)矩爲 0，則儀(yí)表系數(shu)： K=B - C[T/ρQ2 ] （ 1） 式中： Q——管内(nei)流體的(de)流量； B、 C——常數。 由于(yú)在不同(tóng)的流動(dòng)狀态下(xià)，流體産(chan)生阻力(li)的機理(lǐ)不同，效(xiao)✊果也💚不(bu)同，所以(yi)對層流(liu)流動狀(zhuang)态和紊(wen)流流動(dòng)狀态将(jiāng)分别進(jìn)行讨論(lùn)。 區(qu)分層流(liú)流動狀(zhuang)态和紊(wěn)流流動(dong)狀态必(bì)須引入(ru)雷諾數(shu)（ Re）的(de)概念 Re=4Q/πdν （ 2） 式(shì)中： Q——管内流(liu)體的流(liú)量； d——管道直(zhi)徑； ν——管内流(liu)體的運(yùn)動粘度(du)。 通(tong)常 Re≥2320是管内(nei)流動由(yóu)層流流(liú)動狀态(tai)轉變爲(wèi)紊流流(liu)動狀态(tai)的判斷(duan)依據。 在層(céng)流流動(dòng)狀态時(shi)，流體流(liú)動阻力(lì)矩 T與流體(tǐ)動力牯(gǔ)度（也稱(chēng)粘度） μ、流體(ti)流量 Q成正(zhèng)比，即 T=C1μQ。式中(zhōng)， C1爲(wèi)常數，代(dài)入式（ 1）可知(zhi)：若粘度(dù)變化，則(ze)儀表系(xi)數 K也随之(zhi)變化；若(ruò)粘度不(bu)變．則 K将随(sui)流量的(de)增加而(er)增加。 在紊(wen)流流動(dòng)狀态時(shí)，流體流(liú)動阻力(lì)矩 T與流體(tǐ)密度和(hé) Q2成(cheng)正比．此(cǐ)時可計(jì)流體粘(zhan)度的影(yǐng)響．即 T=C2ρQ2，式中(zhōng)， C2爲(wei)常數，代(dài)入式（ 1）可知(zhi)：在紊流(liú)流動狀(zhuàng)态時，儀(yí)表系數(shu) K僅(jǐn)與儀表(biao)本身結(jié)構參數(shù)有關，而(ér)與流量(liàng) Q、流(liú)體粘度(dù) μ等(deng)參數無(wu)關，可近(jin)似爲常(cháng)數。隻有(yǒu)在這種(zhǒng)狀态下(xià)，儀表系(xì)數 K才真正(zheng)顯示了(le)常數的(de)性質。儀(yi)表系數(shù) K爲(wèi)常數的(de)這個區(qu)間，也就(jiu)是該流(liú)量計的(de)測量範(fan)圍。 2.2.2 溫度、壓(yā)力的變(biàn)化對标(biao)定精度(dù)影響的(de)分析 運動(dong)粘度 ν爲動(dong)力粘度(du)與流體(ti)密度 ρ的比(bǐ)值。根據(ju)流體粘(zhan)度與溫(wēn)度之間(jian)的關系(xì)、雷諾數(shù)⭕的定義(yì)及氣🚩體(ti)狀态方(fāng)程可知(zhi)，在一定(ding)的溫度(dù)範圍内(nei)，随着溫(wēn)度的提(ti)高，在同(tong)樣流量(liang)下雷諾(nuò)數也增(zēng)加。根據(jù)層流、紊(wen)流🏃🏻的判(pàn)定條件(jiàn)可🥵知：溫(wēn)度的增(zēng)加，使流(liu)體在較(jiào)小流量(liang)即可達(da)到紊流(liu)狀态這(zhè)樣，渦輪(lun)表實際(jì)進入精(jīng)度範圍(wéi)的小流(liú)量 Qamin将減小(xiǎo)。 而(ér)如果溫(wen)度不變(biàn)，随着壓(ya)力的提(ti)高．在同(tóng)樣流量(liang)下雷諾(nuo)數也增(zeng)加。根據(jù)層流、紊(wen)流的判(pan)定條件(jian)可知：壓(ya)力的增(zeng)加，使流(liu)體在較(jiao)小流量(liang)即可達(da)到紊流(liu)狀态，這(zhe)樣流量(liàng)計實際(jì)進入🏃‍♂️精(jing)度範💋圍(wei)的小流(liú)量 Qamin将減小(xiǎo)。 2.3 壓(ya)縮系數(shù)的變化(huà)對标定(ding)精度的(de)影響 壓縮(suo)系數 Z是用(yong)來衡量(liàng)實際氣(qì)體接近(jìn)理想氣(qi)體程度(du)的參數(shu)。通常标(biao)定溫度(du)爲常溫(wen)、标定壓(yā)力不會(huì)太高，可(ke)以不考(kǎo)慮 Z的影響(xiang)。 2.4 速(sù)度分布(bu)畸變對(dui)标定精(jing)度的影(yǐng)響 渦輪表(biǎo)是速度(du)式的流(liú)量測量(liang)儀表，其(qí)儀表特(tè)性直接(jie)受氣💘體(ti)流動狀(zhuàng)态的影(yǐng)響。對其(qí)進口處(chù)的速度(du)分布尤(yóu)爲敏感(gan)。進口流(liu)速的突(tu)變和流(liu)體的旋(xuan)轉可使(shi)測量誤(wù)差達到(dào)不能允(yǔn)許的程(chéng)度。在标(biao)定中，渦(wo)輪流❌量(liang)計之前(qián)一般有(yǒu)若十倍(bèi)管道直(zhi)徑的直(zhi)管段，但(dàn)往往由(you)于直管(guǎn)段長度(du)不夠🧡，進(jin)口處流(liu)體的旋(xuán)轉采能(néng)✊*消除、或(huo)由于安(an)裝流量(liàng)計時密(mi)封墊片(piàn)突出而(er)改變🈲了(le)流體和(he)渦輪葉(ye)片之間(jiān)的角度(dù)，這些影(yǐng)響往往(wang)使儀😍表(biao)常數變(bian)化 2%或更多(duō)。 2.5 輔(fu)助測量(liàng)裝置對(dui)标定精(jing)度的影(yǐng)響 數據的(de)正确采(cǎi)集依賴(lai)于溫度(du)、壓力傳(chuán)感器、定(ding)時器、脈(mo)沖計數(shu)‼️器的選(xuǎn)取及安(an)裝位置(zhì)的确定(dìng)。如果傳(chuán)感器精(jing)㊙️度不🔱夠(gòu)，則不能(neng)保證✏️測(ce)量值的(de)精度。如(ru)果傳感(gǎn)器安裝(zhuāng)位置不(bú)合适，則(ze)不能正(zheng)确測量(liang)通過标(biāo)準裝置(zhì)及待測(cè)渦輪表(biǎo)的㊙️氣體(tǐ)的實際(ji)溫度、壓(ya)力值。且(qiě)可能會(hui)影響氣(qi)體的流(liú)動狀态(tài)，導緻渦(wō)輪表進(jin)口處的(de)速度分(fen)布不均(jun1)，從而影(yǐng)響标定(ding)的精度(dù)。 2.6 數(shù)據的分(fen)析處理(lǐ)對标定(dìng)精度的(de)影響 因爲(wèi)氣體渦(wō)輪流量(liang)計是計(ji)量一段(duàn)時間内(nei)通過他(ta)的氣體(ti)的體積(ji)數，而氣(qi)體體積(ji)又受壓(yā)力、溫度(du)等因素(su)的影響(xiǎng)，且标準(zhun)裝置的(de)示值與(yǔ)真值還(hai)是有點(dian)差異的(de)，所以若(ruo)不🏃‍♂️充分(fèn)考慮氣(qi)體通過(guò)标準裝(zhuāng)置、待測(ce)表時狀(zhuàng)态的差(cha)異以及(ji)标準裝(zhuāng)置自身(shen)的誤差(cha)等因㊙️素(su)，所造成(chéng)的誤差(cha)将會很(hěn)🔆大。 對于渦(wō)輪表示(shi)值精度(dù)的标定(ding)一般規(guī)定在下(xià)述流量(liàng)進🈲行，即(ji) Qmin 、 0.05 Qmax、 0.1 Qmax、 0.25 Qmax、 0.4 Qmax、 0.7 Qmax和 Qmax。若 0.05 Qmax和 0.1 Qmax小于 Qmin，則該(gai)流量點(dian)取消。一(yī)般同 *量點(dian)至少測(cè)試 3次，取 2次相(xiang)近數據(ju)的平均(jun)值爲測(cè)量值。若(ruò)出現異(yì)常數據(jù)，需增加(jia)⁉️試🐅驗次(ci)數。對于(yu)每個流(liu)量再進(jìn)行如下(xia)的數據(jù)分析，設(she)： V'、 V 分别(bie)爲時間(jian) t内(nèi)實際通(tōng)過标準(zhǔn)裝置和(he)待測表(biǎo)的氣體(ti)體積； V、 Vc 分别爲(wèi)時間 t内标(biao)準裝置(zhi)和待測(cè)表的體(tǐ)積示數(shù)； P、 Pc 分别(bie)爲通過(guò)标準裝(zhuāng)置和待(dai)測表的(de)氣體壓(ya)力； TN、 Tc 分(fen)别爲通(tong)過标準(zhǔn)裝置和(hé)待測表(biǎo)的氣體(ti)溫度； ZN、 Zc 分别爲(wei)通過标(biāo)準裝置(zhi)和待測(ce)的氣體(tǐ)壓縮系(xi)數； △ P 爲待測(cè)表與标(biao)準裝置(zhi)之間的(de)氣體壓(yā)力差， △ P=Pc - PN； △ T 爲标準(zhǔn)裝置與(yu)待測表(biǎo)之間的(de)氣體溫(wēn)度差， △ T=TN - Tc； fN 爲在某(mǒu)流量點(diǎn)标準裝(zhuang)置的體(tǐ)積示數(shù) VN與(yu)實際通(tōng)過他的(de)氣體體(tǐ)積 V' 相比所(suo)得的示(shi)值相對(duì)誤差。 fc 爲在(zai)某流量(liang)點待測(ce)表的體(ti)積示數(shu) Vc與(yǔ)實際通(tōng)過他的(de)氣體體(tǐ)積 V相比所(suo)得的示(shì)值相對(dui)誤差。 由氣(qi)體狀态(tai)方程可(kě)得： 标準裝(zhuāng)置 PNV'/TN=ZNmR （ 3） 待測(ce)表 PcV/Tc=ZcmR （ 4） 當 △ P、 △ T較小時(shí)，把一次(ci)項後的(de)誤差計(jì)算舍去(qù)，由上式(shì)可知🧑🏾‍🤝‍🧑🏼：忽(hū)略💚 △ P的存在(zài)，造成的(de)誤差爲(wei)（ △ P/PN） ×*；忽略(lue) △ T的(de)存在，造(zào)成的誤(wù)差爲（ △ T/TN） ×*；忽略标(biao)準裝置(zhì)自身誤(wù)差的存(cún)在，造成(cheng)的誤差(chà)爲 fN×*，所以必(bì)須考慮(lü)氣體通(tōng)過标準(zhun)裝置和(hé)待測表(biǎo)時溫度(du)、壓力的(de)差🏃‍♀️異以(yi)及标準(zhun)裝置自(zì)身的誤(wu)差。 3 提高标(biao)定精度(du)的方法(fǎ) 3.1 合(he)理選擇(ze)标準裝(zhuāng)置 由于标(biāo)準渦輪(lún)表本身(shēn)的特點(diǎn)，它本身(shēn)需要每(mei)年進行(háng)檢定，當(dang)需标定(dìng)的渦輪(lún)表口徑(jing)較小時(shí)（小于 100mm），就不(bú)宜選用(yòng)渦輪表(biǎo)作爲标(biāo)準表。 鑒于(yu)流量越(yue)小，雷諾(nuò)數越小(xiao)，則忽略(lue)氣體粘(zhan)性造成(chéng)的✂️誤差(chà)越太🧡，所(suo)以音速(sù)噴嘴标(biao)準裝置(zhì)隻适合(he)标定大(dà)流⛱️量、大(dà)口徑的(de)渦輪表(biǎo)。保證喉(hóu)徑的加(jia)工精度(du)，選擇高(gāo)精度的(de)時間測(cè)量裝置(zhi)都是十(shi)分必要(yào)的。爲使(shi)容器氣(qi)體溫度(du)盡快均(jun)勻穩定(ding)，還應在(zai)容㊙️器内(nei)加裝攪(jiao)拌機。 一般(ban)用鍾罩(zhào)來标定(ding)小口徑(jing)、小流量(liàng)渦輪表(biǎo)，且選擇(ze)鍾罩👣時(shi)其容積(jī)一定要(yào)足夠大(da)，以保證(zheng)大流量(liàng)點标定(ding)的精度(dù)💁。爲了保(bao)證‼️水質(zhi)的清潔(jié)，鍾罩内(nei)的水應(yīng)每📐天更(geng)換。當鍾(zhong)罩✔️鼓起(qǐ)後，爲了(le)使鍾罩(zhào)内🌐氣體(tǐ)溫度均(jun1)勻，鍾罩(zhao)充滿氣(qi)後，應等(deng)待 5min之後才(cái)能開始(shi)試驗。另(ling)外，鍾罩(zhào)與音速(sù)噴嘴作(zuò)爲标準(zhǔn)♋裝🔞置☁️還(hái)需利用(yong)空調、幹(gan)燥器等(deng)設旋保(bao)證标定(dìng)所需的(de)标準環(huán)境。 3.2 消除标(biāo)定壓力(lì)與标定(dìng)溫度的(de)影響 标定(dìng)裝置必(bì)須立于(yu)空間足(zú)夠大的(de)試驗室(shi)内，保證(zhèng)标準裝(zhuāng)置、待測(cè)渦輪表(biǎo)不在單(dān)方向受(shou)熱（如太(tai)陽的輻(fu)射🏃‍♂️、加熱(rè)器或其(qí)他✊熱源(yuan)📱）。試驗室(shi)中的溫(wēn)度變化(hua)不得超(chāo)過 20±5℃ 的(de)溫度範(fan)圍。由于(yú)渦輪表(biǎo)進入精(jīng)度的流(liu)量範圍(wéi)與🎯表壓(yā)㊙️及當地(dì)的大氣(qì)壓力有(yǒu)關，所應(yīng)明确指(zhǐ)出标定(ding)時的表(biao)壓及當(dang)地的大(da)氣❓壓力(lì)。 3.3 消(xiāo)除标定(dìng)系統中(zhōng)管路設(shè)計方面(mian)的影響(xiǎng) 爲(wèi)了有效(xiao)地消除(chu)旋轉流(liu)．應在渦(wo)輪表前(qián)安裝必(bi)要的直(zhí)管段，且(qiě)在渦輪(lun)表前加(jiā)裝整流(liu)器，并保(bao)證管道(dao)及流量(liang)計✊密封(fēng)墊片👨‍❤️‍👨良(liang)好定位(wèi)，不使突(tu)出。爲了(le)保證流(liu)體的正(zhèng)常流動(dòng)特性，消(xiao)除流量(liàng)計後的(de)各種管(guan)件、閥門(mén)的不良(liáng)影響，流(liú)量計後(hòu)也應保(bǎo)證至少(shao) 5倍(bei)以上管(guǎn)道直徑(jing)的直管(guan)段。 3.4 消除輔(fǔ)助測量(liang)裝置方(fāng)面的影(ying)響 選擇高(gāo)精度的(de)溫度、壓(ya)力傳感(gan)器、定時(shi)裝置等(deng)輔助設(she)施，其精(jing)🈲度必須(xu)高于待(dài)測渦輪(lun)表所需(xu)精度 l~2級，且(qie)安裝位(wèi)置應合(hé)适。 3.5 數據的(de)分析處(chù)理 計算待(dai)測表的(de)誤差必(bi)須考慮(lǜ)氣體通(tong)過标準(zhǔn)裝置和(hé)待測表(biao)時溫度(dù)、壓力的(de)差異以(yi)及标準(zhun)裝置自(zi)身的誤(wu)差。若忽(hū)略💔通過(guo)标準裝(zhuang)置和待(dài)測表的(de)氣體壓(ya)縮系數(shu)的差異(yi)，可求得(dé)待測渦(wo)輪表在(zai)😄某 *量點的(de)相對示(shì)值誤差(cha)。 4 結(jié)論 （ 1）标(biāo)定小口(kou)徑、小流(liú)量的渦(wo)輪表應(yīng)選用鍾(zhōng)罩标準(zhun)裝置，标(biao)定大口(kou)徑、大流(liu)量的渦(wo)輪表應(ying)選用音(yīn)速噴嘴(zui)，對于口(kou)徑爲 100mm以及(ji)大于 100mm的渦(wō)輪流量(liang)計也可(ke)選用标(biāo)準渦輪(lún)表作爲(wei)标準裝(zhuāng)置，但每(mei)年📞需重(zhong)新檢定(ding) 1次(cì)。 （ 2）合理(lǐ)設計标(biāo)定系統(tong)，保證氣(qì)體渦輪(lun)流量計(ji)有足夠(gòu)的前後(hòu)直管段(duan)，如受管(guǎn)線的限(xian)制使直(zhí)管段長(zhǎng)度不☂️夠(gòu)，則應在(zai)流量計(jì)前🔞加裝(zhuāng)整流器(qì)。氣質較(jiao)髒時，應(yīng)加㊙️裝過(guò)濾器，避(bì)免雜質(zhì)對🛀系統(tong)的影響(xiǎng)。當氣質(zhì)的含水(shuǐ)量較大(dà)時．應加(jia)裝脫水(shui)幹燥裝(zhuang)置。 （ 3）選(xuan)擇設計(ji)方案，選(xuan)擇高精(jing)度的溫(wen)度、壓力(li)傳感器(qi)、定時裝(zhuang)⭐置等輔(fu)助設旋(xuán)，其精度(du)必須高(gāo)于待測(ce)渦輪表(biǎo)所需精(jīng)度 1~2級，将系(xì)統誤差(chà)降爲小(xiǎo)。 （ 4）嚴格(gé)按操作(zuo)規程進(jìn)行标定(ding)，滿足标(biāo)定所需(xu)要的溫(wen)度、壓😘力(li)、濕度等(děng)環境條(tiáo)件。 （ 5）正(zheng)确處理(lǐ)數據，充(chong)分考慮(lü)氣體通(tōng)過标準(zhun)裝置、待(dai)測表時(shi)狀💃🏻态的(de)差異以(yǐ)及标準(zhun)裝置自(zì)身的誤(wu)差。标準(zhǔn)裝置應(yīng)認真維(wéi)護，并依(yī)照技術(shù)*的規定(ding)定期進(jin)行檢定(ding)。