流量計:蒸汽流量計|污水流量計|明渠式流量計|電磁流量計|靶式流量計|渦街|渦輪|流量積算儀

精信測器

 

6.1.4脈動流的流量測量(續1)

 =                (6.3)

式中   ( ——經阻尼的脈動幅值;

        ( ——未經阻尼的脈動幅值;

         * ——脈沖頻率的角速度, =2 ;

         * ——分隔容器一般的共振角速度,

         * ——限流管長度;

         Ac——限流管截面積;

         C——容積,V/2(容積總容積的一半)。

③液體的充分阻尼條件。液體脈動流的阻尼有兩種方法:調壓室和空氣阻尼器。圖6.3和圖6.4所示的布置,脈動源在流量計的上游,如果脈動源在儀表的下游,則須將圖6.3中的調壓室與恒壓壓頭容器互換位置,或將圖6.4中的空氣容室與恒壓壓頭容器互換位置。

       圖6.3 調壓室液體阻尼系統                   圖6.4空氣容室液體阻尼系統

a.調壓室阻尼系統。調壓室液體阻尼系統滿足充分阻尼的條件為

                           (6.4)

式中     ——調壓室與恒壓壓頭容器之間的時均位差;

         A——調壓室的橫截面面積;

         其余符號同上。

b.空氣容室阻尼系統?諝馊菔易枘釢M足充分阻尼的條件為

                     (6.5)

式中     Vo——空氣阻尼容器中空氣的體積;

         k——空氣的等熵指數;

         * ——液體密度;

         g——重力加速度;

         A——空氣阻尼器中液體的自由表面面積;

         ——空氣阻尼器與恒壓壓頭容器之間的時均壓差;

po——空氣阻尼器中空氣靜壓;

* ——脈動流下流量計示值的最大允許不確定度。

(3)流動脈動對流量測量儀表的影響    流量測量儀表的種類很多,在脈動流條件下,容積式流量計精確度影響極微已經很清楚,除此之外,對節流式差壓流量計、渦輪流量計渦街流量計也進行了較多的研究,而且取得了一些成果。

  ①孔板、噴嘴和文丘里管。脈動流對節流式差壓流量計的影響主要是平方根誤差、動量慣性引起的誤差和流出系數的變化。

 a.平方根誤差。對于穩定流,流體流過節流裝置,其流量正比于節流件正負端取壓口間差壓的平方根,其關系式如式(3.1)所示。

   如果此關系被推廣用于瞬時變化的脈動流,而且按照穩定流條件用時均差壓的平方根代表時均流量,必將產生平方根誤差,因為

                                      (6.6)

b.慣性影響。當流量快速變化時,差壓組件需要產生一個瞬時加速度,而流體通過節流件需要傳遞(convective)加速度,流量-差壓關系為

                                                  (6.7)

 式(6.7)的右邊,第一項是動量慣性,第二項是傳遞慣性,其中K1是節流件幾何尺寸和壓口之間軸線距離的函數,K1和K2又都跟流體的速度分布有密切的關系。在脈動流中,節流件上游和流體通過節流件的速度分布是周期變化的,所以K1和K2是周期變化的,它們的時均值往往與穩定流數值不相等,除非脈動幅值很小,脈動頻率很低。差壓式流量計測量脈動流更準確的特性現在還不清楚。

  c.對流出系數的影響。在穩定流中,各種類型節流裝置的流出系數都同入口流體的速度分布有關,比標準分布廓形平坦的速度分布,流出系數減;比標準廓形尖銳的速度分布,則效果相反。

  在脈動流中,瞬時速度分布隨脈動周期而變,變化程度由速度分布脈動幅值、波形和脈動斯特羅哈爾數決定,因此,瞬時流出系數有賴于頻率、幅值、波形和斯特羅哈爾數,F在還不能用數學方法描述瞬時流量系數與脈動參數的關系。

  d.誤差估算,F在與節流裝置配用的差壓變送器響應都不快(頻率上限約1Hz),輸出的是平均差壓 ,在此基礎上相應的平均流量指示( 1/2幾包含平方根誤差和動量慣性誤差。

  第6.1.4(2)中所給出的充分阻尼條件如能得到滿足,即可按GB/T2624-1993或ISO5167-1確定脈動流的平均流量,并估計流量測量總不確定度。

   脈動流流量總不確定度等于按GB/T  2624-1993計算的測量基本誤差與脈動附加不確定度的合成。

  理論上脈動附加不確定度ET總是正的,其估算公式為

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