【摘要(yao)】在氣體渦輪(lun)流量計 實際(jì)應用的基礎(chǔ)上，氣體渦輪(lun)流量計的性(xìng)能特點，分析(xī)了✔️影響氣體(ti)渦輪流量計(jì)精度的各種(zhǒng)因素，并☎️基于(yú)該精度測量(liàng)了氣體渦輪(lun)流量計，總結(jie)了提高數據(ju)正确率的基(jī)礎方法。
一、引(yin)言
　　儀器的精(jīng)度一般有準(zhǔn)确度、正确度(dù)和精密度。準(zhǔn)确🥵度A是檢測(cè)真🔱實值和結(jie)果二者的相(xiàng)同程度，并且(qiě)由A=ε±U表示，其中(zhōng)♌U是不确定性(xing)系統誤差±e和(hé)随機不确定(ding)度ΔM綜合的不(bu)确定性。精度(dù)是測量結果(guo)的🏒系統誤差(chà)程⁉️度。由于系(xì)🏃‍♀️統誤差E包⭐括(kuo)兩部分，确定(dìng)的系統誤差(cha)和未定義的(de)系統誤差±e，所(suǒ)以精度可以(yi)表示爲E=±e。測量(liang)精度高，精度(du)等☀️級可達1級(ji)、1.5級。測量範圍(wei)寬度，測量範(fàn)圍寬度一般(ban)爲1:20。
二、機械摩(mó)擦與流體阻(zu)力對精度的(de)影響
(一)氣體(tǐ)渦輪流量計(ji)的數學模型(xíng)
　　用于渦輪機(jī)的轉矩一般(bān)分爲由流過(guò)渦輪機的流(liú)體産生的⛷️驅(qu)動轉矩Tr。由渦(wō)輪機表面流(liú)動的流體引(yin)起的💚粘性🍉摩(mo)擦📱以及渦輪(lun)機軸和軸承(cheng)，齒輪和齒輪(lun)施加到渦輪(lun)機的機械摩(mó)擦力矩Trm。當流(liú)體通過渦輪(lun)⭐機時流向渦(wo)輪機的流體(tǐ)阻力轉矩Trf和(he)渦輪機中的(de)㊙️磁電轉換器(qi)産生的電磁(ci)反沖轉矩Tre。
(二(èr))機械摩擦阻(zu)力矩Trm對精度(dù)的影響
　　對于(yú)真正的氣體(tǐ)渦輪機流量(liang)計，渦輪機必(bì)須首先💘通過(guò)靜摩🔆擦的阻(zu)礙力矩才能(néng)旋轉，克服渦(wō)輪靜摩擦扭(niǔ)矩所❓需的最(zui)小🐇值稱爲流(liú)量計的初始(shi)流量qvmin。如果流(liú)量計小于qvmin，則(ze)渦輪不會旋(xuán)轉，并且不會(huì)輸出脈沖信(xin)号。當流量等(děng)于起始流量(liang)時，渦輪機啓(qǐ)動，但此💯時的(de)角速度非常(chang)小，并且流體(tǐ)阻力轉矩Trf的(de)影響可忽略(lue)不計。
(三)流體(tǐ)阻力矩Trf對精(jing)度的影響
　　當(dāng)流量大于初(chu)始流量的時(shi)候，渦輪機旋(xuan)轉角速度🤞随(sui)着流量增加(jiā)而增加，并且(qie)影響流量計(jì)精度的主🎯要(yao)原因變成了(le)🌈由流體産生(shēng)的牽引扭矩(ju)Trf。
1.層流流動狀(zhuang)态時的流量(liàng)計特性
　　在層(ceng)流狀态下，流(liú)體流動阻力(li)與流體粘度(dù)μ和渦輪🏒機旋(xuan)🏃‍♂️轉😘角速度ω成(cheng)正比。ω與流體(tǐ)流量成正比(bi)。
　　在層流狀态(tai)下，儀器系數(shu)K與流體粘度(dù)μ的變化有關(guan)。如果粘度👨‍❤️‍👨不(bú)變，則随着流(liú)量qV的增加儀(yi)器系數K也将(jiang)增加。
2.紊流流(liú)動狀态時的(de)流量計特性(xìng)
　　在湍流狀态(tai)下，流體的流(liu)動阻力與其(qí)密度ρ和速度(du)qV成正比。此刻(kè)，不可以算出(chū)流體粘度的(de)影響。
三、提高(gao)精度的方法(fǎ)
(一)減少機械(xiè)阻力
　　首先，應(ying)該完成渦輪(lun)機的平衡，因(yin)爲如果渦輪(lún)機的質量中(zhōng)🔴心不在軸上(shàng)，則渦輪機本(ben)身的重量會(hui)爲軸承增加(jiā)額外的慣性(xing)力矩，爲了提(ti)高流量計流(liu)量低時的精(jing)度，需要提高(gāo)加工品質，降(jiang)低機👌械摩擦(cā)阻力。
(二)克服(fu)流體阻力的(de)影響
　　首先，氣(qì)動渦輪機的(de)表面應平滑(hua)以減少氣體(tǐ)和渦輪機🌈之(zhī)😍間的粘性摩(mó)擦。其次，根據(ju)Trf=C1μqv的特性和層(ceng)流狀态Trf中的(de)流體阻✔️力矩(ju)，随着qv的增加(jiā)儀器系數K也(ye)增加。另外，渦(wō)輪葉片的重(zhong)疊率不宜過(guò)高。否則流體(ti)阻力将會非(fēi)常高，流量計(ji)的測量精度(dù)也會降低。
(三(san))減少漏氣對(duì)氣體渦輪流(liú)量計精度的(de)影響
　　流向葉(ye)片的驅動扭(niu)矩Tr變小，影響(xiǎng)流量計的精(jing)度。所以，氣動(dòng)渦輪機與内(nei)壁之間的間(jian)隙通常小于(yú)0.5至1mm。重疊系數(shu)通常用于指(zhǐ)示兩個相鄰(lin)渦輪葉片相(xiàng)互重🌂疊的程(chéng)度。重複的元(yuán)素✌️不應該太(tai)小。否☂️則，洩漏(lou)增加，重疊因(yin)子通常從1－1.1中(zhong)🧡選擇。
四、壓力(li)、溫度及壓縮(suo)系數的修正(zheng)
　　氣體的體積(ji)與壓力、溫度(du)和壓縮系數(shù)有關。氣體渦(wo)輪流量計必(bi)須通過壓力(li)和溫度校正(zhèng)将在運行條(tiao)件下測量的(de)體積轉🐆換爲(wei)标準條件下(xia)的體積值。當(dāng)氣體溫度較(jiao)低并且壓力(lì)較高👄時，必須(xu)考慮壓縮因(yīn)子的影響，以(yi)确保高精度(dù)的氣體流量(liang)測量。
(一)壓力(lì)、溫度修正的(de)必要性
　　流量(liang)計的校準溫(wen)度設置爲25°C，設(shè)壓力爲0.1MPa。在氣(qì)體介質的🙇🏻現(xiàn)實😄操作溫度(du)爲0℃，氣壓爲0.1MPa時(shí)，忽略溫度的(de)影響會導緻(zhi)以下🏃‍♂️誤差:

　　在(zai)氣态介質溫(wēn)度的實際操(cao)作中，測量值(zhi)爲25°C，壓力爲🤞0.105MPa，如(ru)果流量計溫(wen)度在25°C，0.1MPa壓力下(xia)校準，則會導(dǎo)緻忽略壓力(lì)的誤差:

　　忽略(luè)溫度和壓力(li)的影響，發生(sheng)較大的誤差(chà)，因此有必要(yào)對溫度🈲和壓(yā)力進行校正(zheng)，壓力傳感器(qi)和溫度傳感(gan)器盡可能使(shi)用高精度産(chǎn)品。如果流量(liàng)計的精度爲(wèi)1%，則溫度傳感(gan)器的精度必(bì)須高于0.2°C，壓力(li)傳感器的精(jing)度必須高于(yu)0.2%。
(二)修正氣體(ti)壓縮系數
1.壓(ya)縮系數修正(zhèng)的必要性
　　壓(yā)縮系數是測(cè)量實際氣體(ti)接近理想氣(qi)體程度的參(can)數♌。壓縮因子(zǐ)随着溫度和(hé)壓力而變化(huà)，并且一般來(lái)說該功能通(tong)🔆過比較壓力(li)Pr和溫度Tr來表(biao)示。Pr=P/Pm;Tr=T/Tm。比如說，天(tian)然氣臨界溫(wēn)度Tm是191.16k，臨🐇界壓(ya)力Pm是4.64mpa。在溫🥵度(du)爲0℃時和壓力(lì)爲0.2MPa時，Pr=0.2/4.64，Tr=273/191，16;Z=0.995。忽✌️略Z的(de)值則誤差爲(wèi)0.502%。
　　由于流量計(ji)的相對誤差(chà)必須保持在(zài)1%或1.5%以内，如果(guǒ)壓🏃‍♀️力大于0.2Mpa，則(zé)必須考慮壓(yā)縮系數。
　　可以(yǐ)從一般曲線(xian)或使用狀态(tài)方程計算Z值(zhi)。爲了便✍️于計(jì)算，使用二次(cì)拟合曲線的(de)方法近似Z值(zhi)。求解Z值時，選(xuǎn)擇在研究🔴範(fàn)圍内均勻分(fèn)布的6個Tr點作(zuò)爲比較🤟溫度(dù)範圍内的參(can)考點，以及Z和(hé)Pr之間的簡單(dan)函數關系我(wǒ)明白了。在溫(wēn)度爲T1的時候(hòu)，對比溫度🌈是(shì)Tr1，壓縮系👌數是(shi)ZT1;在溫度爲T2的(de)時候，對比溫(wēn)度是Tr2，壓🛀縮系(xì)數是ZT2;在❓現實(shí)中的氣體測(ce)量時，氣體成(chéng)分的變化通(tong)常來說不會(hui)太大，所以Tm和(he)Pm的值應該保(bǎo)持不✊變。
五、結(jie)束語
(1)校準小(xiao)直徑、小流量(liang)渦輪流量計(ji)應使用标準(zhun)鍾形裝💋置。校(xiào)🛀🏻準🆚大直徑大(dà)流量渦輪流(liú)量計應使用(yong)聲波噴嘴。标(biāo)準渦輪流量(liàng)計也可以用(yong)作内徑爲100mm，大(dà)于100mm的渦輪流(liu)量計的👈标準(zhun)設🆚備，但需要(yao)每年重新驗(yàn)證一次。
(2)合理(lǐ)設計校準系(xì)統，确保燃氣(qi)輪機流量計(ji)前後有足夠(gou)的直⭐管段，如(rú)果由于管路(lù)限制導緻直(zhí)管段長度不(bu)夠，在🔱流量計(ji)前安裝整流(liu)器。當氣體質(zhi)量較差時，應(ying)安裝過濾器(qì)以避免雜質(zhi)🈲對系統的影(yǐng)響。當氣體含(han)水量較大時(shi)，應安裝脫水(shui)‼️幹燥裝置🥵。
(3)在(zai)選擇最佳設(she)計和選擇高(gāo)精度輔助設(she)備(如壓力傳(chuan)感器、溫度和(he)計時設備)時(shi)，精度必須高(gao)于被測渦🐇輪(lún)機表的要求(qiú)精度🏃🏻‍♂️。并将系(xi)統誤差降至(zhì)最低。
(4)遵循嚴(yan)格的校準程(cheng)序以符合校(xiào)準所需的溫(wen)度、壓✨力🛀、濕度(du)和其他環境(jing)條件。
(5)正确處(chu)理數據并充(chōng)分考慮通過(guo)标準設備、測(cè)試表和标準(zhǔn)設備❄️本身的(de)錯誤時氣體(ti)狀态的差異(yi)。标準設備㊙️必(bi)須認真管理(li)，并按照技術(shu)監督局的規(gui)定進行定期(qi)測試。

以上内(nei)容源于網絡(luò)，如有侵權聯(lián)系即删除!