摘要：對V錐(zhuī)流量計 抗(kàng)擾動特性(xing)有助于厘(li)清V錐流量(liang)計的計量(liàng)性能。将成(cheng)套圓片✔️型(xíng)漩渦、圓片(pian)型剖面擾(rǎo)動發生器(qì)，分别安裝(zhuāng)在V錐流☀️量(liàng)計上、下遊(yóu)0D、3D處的直管(guan)段上，進行(háng)擾動對V錐(zhuī)流量計測(ce)量性能影(ying)響的試驗(yàn)。通過分析(xi)得出了☎️未(wèi)安裝與✍️安(an)裝擾動發(fā)生器時流(liu)量的相對(dui)誤差。結⭐果(guo)表明，上、下(xia)遊0D、3D處擾動(dong)對V錐流量(liang)計測量性(xìng)能的影響(xiang)明顯，在實(shí)際使用中(zhong)應引起♉足(zu)夠的重視(shì)。
0引言
　　爲了(le)降低流體(tǐ)擾動對差(chà)壓式流量(liang)計測量性(xìng)能帶來的(de)影響⭕，節流(liú)裝置的安(ān)裝使用應(yīng)具備相應(yīng)的管道條(tiao)件，上下遊(yóu)配置的直(zhí)管段長度(du)須滿足相(xiàng)關技術要(yao)求🌈。對于目(mu)前仍廣泛(fàn)使用的标(biao)準孔闆來(lái)說，隻要按(an)标準[1-2]設計(jì)、制造，前後(hou)直管段的(de)配管長度(dù)、内徑、圓度(dù)等滿足規(guī)範要求，安(ān)🏃🏻‍♂️裝使用前(qián)無需實流(liu)标定就可(ke)估算其測(cè)量誤差。在(zài)各類技術(shù)交流及推(tuī)介資🈲料中(zhong)，認爲♌V錐流(liu)量計具有(you)流體自整(zheng)🔆流能力，抗(kang)流動🏃幹擾(rao)性能強，直(zhí)管段💃🏻要求(qiú)低的特點(dian)，提出前1D～3D、後(hou)0D～1D直管😘段，有(yǒu)些甚至提(tí)出了不需(xu)要配置直(zhí)管段就可(kě)正常使用(yòng)。對于提出(chu)直管段上(shang)述要求的(de)合理性與(yu)科學性，由(yóu)于沒有擾(rǎo)動對V錐流(liú)量計測量(liàng)性能的影(yǐng)響進行系(xì)統的研究(jiu)，使得配多(duō)長的🈚直管(guan)段才合适(shì)沒有足夠(gòu)的實驗數(shù)據支撐，對(duì)此業界一(yi)直持📞有不(bú)同的看法(fa)，急需通過(guo)實驗來獲(huo)得答案。V錐(zhui)流量計是(shì)一♊種🙇🏻差壓(yā)式流量儀(yí)表，雖然其(qí)結構具有(yǒu)一定的自(zì)整流能力(lì)🔴，但其不對(duì)稱的取壓(ya)結構，錐體(ti)與管⛹🏻‍♀️道的(de)同軸度誤(wu)差，管道、錐(zhui)體圓度和(hé)焊接變形(xing)的影響及(ji)流場的複(fu)雜性，不可(ke)避免地會(hui)産生測量(liang)附加誤差(chà)🌐，更沒有形(xing)成成套的(de)技術手冊(ce)用于指導(dǎo)設計、生産(chan)、安裝🤞與使(shǐ)用。爲了獲(huo)得第✉️一手(shou)資料，一台(tai)口徑DN50，β爲0.6的(de)V錐流量傳(chuán)感器，并配(pei)置測量範(fan)圍爲6kPa，精度(dù)爲0.2級，低零(ling)漂 差壓變(bian)送器 ，其輸(shū)入差壓與(yǔ)輸出電流(liú)設置爲線(xiàn)性關系，以(yǐ)提高小流(liu)量時輸出(chū)電流的靈(ling)敏度；配置(zhì)0.05級四位半(ban)數字多用(yòng)表用于指(zhi)示差🈚壓變(biàn)💔送器輸出(chū)電流值；工(gong)作介質水(shuǐ)爲牛頓流(liú)✊體，連續并(bìng)充滿圓管(guan)及節流件(jian)，并采用成(chéng)套擾動器(qì)對V錐流量(liang)計進行抗(kàng)擾動性能(neng)的實♍流測(cè)試。
1試驗結(jie)果
1.1前直管(guǎn)段0D、3D處擾動(dong)試驗
　　在前(qian)直管段0D、3D處(chù)分别安裝(zhuāng)圓片型擾(rao)動發生器(qi)，圓片型左(zuǒ)漩🐇漩渦擾(rao)動發生器(qì)，如圖1所示(shi)，圓片型右(yòu)漩漩渦擾(rao)動發生器(qi)🍓，如圖2所示(shi)，圓片型速(su)度剖面流(liú)動擾🚶動發(fā)生❄️器，如圖(tú)3所示，短接(jiē)環如圖4所(suo)示。

　　圓片型左(zuo)漩、右漩漩(xuán)渦擾動發(fā)生器可産(chan)生類似于(yu)直💞角連接(jie)的兩個90°彎(wān)管所引起(qǐ)的漩渦。圓(yuan)片型速度(du)剖面㊙️流動(dòng)擾動發生(sheng)器可☀️産生(sheng)類似于突(tu)出的管道(dào)接頭或尚(shang)未全開的(de)閘閥所引(yin)🚶‍♀️起的漩渦(wō)。利用現有(yǒu)的工作條(tiao)件，在直管(guǎn)段0D處從DN40直(zhi)接擴大到(dao)DN50，使流動截(jié)面突然擴(kuò)大㊙️，模拟日(rì)常使🔞用中(zhong)可能遇到(dào)的管道條(tiao)件，研究當(dāng)管道口徑(jìng)突變時，引(yin)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻起的擾流(liu)對V錐流量(liàng)計所産生(shēng)的影響🛀。值(zhi)得說明的(de)是圓☂️片型(xíng)左漩漩渦(wo)擾動發生(sheng)器、圓片型(xing)右漩漩渦(wō)擾動發🏃生(sheng)器、圓片型(xíng)速度剖面(miàn)流動擾動(dong)發生器是(shì)依據參考(kao)文獻👨‍❤️‍👨[3]附錄(lù)💜B而設計制(zhì)作。前直🐕管(guan)段0D、3D設置擾(rao)動器的實(shi)驗數據，如(ru)表1所示。
1.2後(hou)直管段0D、3D擾(rǎo)動試驗
　　後(hòu)直管段0D、3D處(chu)分别安裝(zhuāng)圓片型左(zuo)漩漩渦擾(rao)動發生器(qì)💁、圓片型右(yòu)🏃漩漩渦擾(rao)動發生器(qì)、圓片型速(su)度剖面流(liú)動👌擾動發(fa)生器，同時(shí)進行了管(guan)徑從DN50突變(bian)地縮小到(dao)DN40的試驗。實(shi)驗數據如(ru)表2所示。


2數(shù)據處理
　　由(you)于差壓變(biàn)送器的輸(shū)出電流正(zheng)比于輸入(rù)差壓，設未(wèi)安裝擾動(dong)器輸出電(dian)流爲I0，安裝(zhuang)擾動器後(hou)輸出電流(liú)爲I，則輸出(chū)電流的相(xiang)對誤差爲(wei)[(I-I0)/I0]×100％。可得在前(qian)直管段0D、3D處(chu)擾動與無(wú)擾動時電(dian)流的相對(duì)誤差曲線(xian)，如圖5所示(shì)。後直管段(duan)0D、3D處擾動與(yu)無擾動☁️時(shi)電流的相(xiàng)對誤差曲(qu)線，如圖6所(suo)示。
　　一般管(guǎn)道雷諾數(shù)ReD＜2300爲層流狀(zhuang)态，ReD=2000～4000爲過渡(du)狀态，ReD＞4000爲紊(wen)流狀态，流(liu)體雷諾數(shu)的計算公(gong)式如下：

式(shì)中：
qv——體積流(liú)量，m3/h；
D——管道内(nei)徑，mm；
ν——流體運(yun)動黏度，m2/s
　　 差(chà)壓式流量(liàng)計 需有适(shì)用的雷諾(nuò)數ReD範圍工(gong)作于湍流(liú)流動狀态(tài)。當管道内(nei)徑D爲50mm，水的(de)運動黏度(dù)ν爲1.006×10-6m2/s，雷諾數(shù)ReD取4000時，則體(tǐ)積流量：
qv=DνReD/354×10-3=0.05×1.006×10-6×4000/354×10-3≈5.7×10-4m3/s≈2.0m3/h
　　由(you)此可知，體(ti)積流量在(zài)1.0～2.0m3/h範圍内爲(wèi)過渡狀态(tai)。
　　由于流量(liang)與差壓的(de)方差成正(zhèng)比，故有流(liú)量與差壓(yā)變送🔱器輸(shū)出電流的(de)方差成正(zhèng)比。則流量(liàng)的相對誤(wù)差爲

　　從式(shi)（2）可得，在前(qián)直管段0D、3D處(chù)擾動與無(wu)擾動時流(liú)量的相對(dui)誤差曲線(xiàn)，如圖7所示(shì)，後直管段(duàn)0D、3D處擾動與(yǔ)無擾🚶‍♀️動時(shi)📧流量的相(xiang)🐅對誤差曲(qǔ)線，如圖8所(suo)示，其中将(jiang)流量🐇小于(yú)0.5m3/h的電流信(xin)号切除（當(dang)流量值較(jiào)小☂️，電流I0接(jie)近4時，δ将很(hěn)大，沒有實(shi)際意義）。




3試(shi)驗中發現(xian)的現象
　　當(dāng)流量增大(dà)到8m3/h時，在以(yi)電磁流量(liang)計作爲标(biāo)準表的🧡水(shui)流量标準(zhun)裝置上進(jin)行測試時(shi)，由于流量(liàng)波動太大(da)已🌍難以讀(dú)數✨。在用玻(bo)璃轉子流(liu)量計進行(háng)比對測💔量(liang)時，能㊙️直觀(guān)地發現浮(fu)子上下大(dà)範圍地沉(chén)浮，管道⭐内(nèi)的壓強❄️波(bo)動較大，流(liú)速場變💔化(hua)明顯。
　　另外(wai)，由于V錐流(liu)量計輸出(chū)的差壓較(jiao)低，引壓管(guǎn)液位的微(wei)小波動或(huò)差壓變送(sòng)器零漂對(dui)流量有着(zhe)顯著的影(yǐng)響。如在流(liu)💚量點1m3/h處，實(shi)🍓測輸出電(dian)流僅爲4.117mA，由(yóu)于差變的(de)量程爲6kPa，對(dui)應的差壓(yā)Δp=[（4.117-4）mA/（20-4）mA]×6kPa≈0.044kPa。在流💰量計(ji)靜态時，若(ruo)管道内壓(ya)力波☁️動或(huo)引壓管内(nèi)氣泡♊等原(yuan)因導緻引(yǐn)壓管内壓(yā)差不平衡(heng)，隻要産生(sheng)44Pa相當于4.5mm水(shui)柱👉的液位(wèi)差，即可産(chan)生高達1m3/h的(de)虛假流量(liang)[4]。雖然V錐流(liu)量計的壓(ya)損相對較(jiào)小，但産生(shēng)的差壓也(yě)相對較低(di)，因此，小流(liu)量時的測(cè)量誤差應(ying)引起🚶‍♀️足夠(gou)重視。
4結語(yu)
1）在0D處V錐流(liú)量計具有(you)較好抗管(guan)道口徑突(tū)變的能力(li)。
2）前、後0D、3D處擾(rǎo)動對V錐流(liu)量計測量(liang)性能的影(yǐng)響不可忽(hū)視⭕。
3）配置高(gao)精度、低零(líng)漂差壓變(bian)送器，差壓(ya)引壓管應(ying)具有良好(hao)的工作狀(zhuàng)态，否則，小(xiao)信号有效(xiào)切除的難(nan)度較大，并(bing)将縮減成(cheng)套V錐流🚩量(liàng)計的範圍(wei)度。
4）V錐流量(liang)計是一個(ge)典型的懸(xuán)臂梁結構(gòu)，即使是穩(wen)定流在支(zhī)撐杆上流(liu)過，發生“卡(kǎ)門”渦街是(shì)不可避免(miǎn)的，同時💰受(shòu)上遊來流(liú)沖擊也☎️會(hui)産生時變(biàn)加速度将(jiang)誘發流體(ti)振蕩，當與(yu)懸臂🙇‍♀️梁結(jié)構産生共(gong)振時将對(dui)測量結果(guǒ)産生較大(dà)影響。
由于(yú)阻流件類(lèi)型的複雜(za)多樣，以及(jí)V錐流量計(jì)的結構、制(zhì)造及安💚裝(zhuang)等原因，對(dui)擾動産生(shēng)測量誤差(cha)的研究将(jiāng)是長期和(hé)✍️艱巨的。通(tōng)過擾動對(dui)V錐流量計(ji)測量性能(neng)影響，抛磚(zhuan)引玉，将有(you)效助推V錐(zhuī)流量計的(de)進步與流(liú)量的發展(zhǎn)。

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