渦(wo)輪流量計 是(shì) 速度式流量(liang)計 中的主要(yào)種類，當被測(cè)流體流過渦(wo)輪流量計傳(chuán)感🈲器時，在流(liu)💚體的作用下(xià)，葉輪受力旋(xuan)轉，其轉速與(yǔ)管道平均流(liú)速成正比，同(tóng)時，葉片周期(qi)性地切割電(dian)磁鐵産生的(de)磁力線，改變(biàn)😘線圈的磁通(tong)量，根據電磁(ci)感應原理，在(zai)線圈内将感(gǎn)應出脈動的(de)電勢信号，即(jí)電脈沖信号(hào)，此電脈動信(xin)号的頻率與(yu)被測流體的(de)流㊙️量成正比(bǐ)。影響渦輪流(liú)量計精💔度的(de)主要外部因(yīn)素是流體的(de)流動狀态，渦(wō)輪流量計特(te)性曲線要保(bao)持良好的線(xian)性關系，流過(guò)流量計的流(liú)體☔應🈚爲充分(fen)發🈲展的流型(xíng)💃🏻。
1.旋轉系數與(yǔ)下遊直管段(duàn)長度之間的(de)關系
旋轉流(liú)的旋轉強度(du)用旋轉系數(shu)來表示，旋轉(zhuǎn)系數🛀定義爲(wei)角動量通量(liàng)與軸向動量(liang)通量的比值(zhi)：

式中：ω -- 周向速(su)度；
u -- 軸向速度(dù)；
R -- 管道半徑；
A -- 流(liu)體流過的橫(héng)截面積；
ρ -- 密度(du)。
對于圓管内(nèi)的旋轉流，在(zai)r=0.95R處的旋轉角(jiao)度最大，即：

采(cǎi)用多項叠代(dài)的方法，可編(biān)程計算出在(zài)某個值時👄（X 爲(wei)圓🐕管直徑D的(de)倍數）滿足一(yi)定精度的Sw值(zhí)：

    常數b和c與流(liú)體性質、雷諾(nuo)數和流量有(you)關，需要通過(guò)實🙇‍♀️驗确定❌。對(dui)🐆于不可壓縮(suo)流體，b=0.030~0.085，c=0.10~0.50。一般來(lai)說，流量越大(da)，旋轉流的衰(shuai)減越大，由式(shi)（3）可以看出，旋(xuán)轉流發生後(hou)的直管段越(yue)長，旋轉流的(de)強度越弱，對(duì)渦輪流量計(ji)精度的影🎯響(xiǎng)越小。
2.實驗設(shè)計與結果分(fen)析
    爲了在實(shi)驗過程中能(neng)得到理想的(de)旋轉流體，實(shi)驗中采用了(le)💔模🚶‍♀️拟多種強(qiang)度旋轉流的(de)發生器，旋轉(zhuan)流⁉️發生✉️器安(an)裝在流量計(ji)上遊來流的(de)起始點處。
    實(shí)驗采用稱量(liàng)法，記錄電子(zǐ)稱上的質量(liàng)脈沖數N，N乘以(yi)💁質量脈沖常(chang)數（0.08333），即得到質(zhi)量值（kg），同時記(ji)錄時間和渦(wō)輪變送器的(de)脈沖數，在每(měi)個流量點重(zhòng)複做三次，記(jì)錄三組數據(jù)🔆，共選擇5個流(liu)量點來覆❌蓋(gài)渦輪流量👈計(ji)的測量量程(chéng)。流量📱Q=0.08333N/t，儀表系(xi)數爲：

儀表系(xi)數K與旋轉數(shu)Sw成線性關系(xì)，儀表精度爲(wei)：

其中α、d均爲待(dài)定系數。
    根據(ju)實驗所得多(duo)組脈沖數和(hé)流量數據，可(ke)計算出儀表(biǎo)🈲精度δ值。按δ-X方(fang)程及δ和X數據(ju)進行最小二(èr)乘法回歸，可(ke)❌确定α和d的數(shu)值。一般來說(shuō)，對不可壓縮(suo)流體，α=1.15~2.20，d=0.016~0.11。
3.直管段(duàn)長度和流量(liàng)計精度的初(chū)步預測
    在工(gōng)程設計中，根(gēn)據流體性質(zhi)、流量和雷諾(nuo)數确定📧α和d值(zhí)。這樣，按照式(shì)（5）就可以依不(bú)同的流量計(ji)精度要求，對(dui)直管段長度(dù)進行初步預(yù)測，或确定直(zhi)管段長度後(hou)，對流量計的(de)精度做初步(bù)預測。
當δ=0.2%時，不(bú)同流量下所(suo)需直管段長(zhǎng)度見表1。
表1 不(bu)同流量下所(suǒ)需直管段長(zhǎng)度

d	0.0165	0.0385	0.0578	0.0755	0.0801	0.0910	0.106
X	145.05	62.16	41.41	31.70	29.88	26.30	22.58

當X=30時，不同(tong)流量下儀表(biǎo)精度見表2。
表(biao)2 不同流量下(xià)預測的儀表(biao)精度

d	0.0165	0.0385	0.0578	0.0755	0.0801	0.0910	0.106
δ	1.33	0.69	0.39	0.23	0.20	0.14	0.10

對流量(liàng)計的精度和(hé)直管段的預(yù)測，爲不同精(jing)度要求的渦(wō)輪🏒流量計選(xuǎn)擇适當長度(dù)的直管段提(ti)供了理論參(cān)考。
4.結語
（1）旋轉(zhuǎn)數Sw與X成指數(shu)關系，即随着(zhe)下遊距離X的(de)增加，旋轉流(liu)強度以指數(shu)方式衰減。指(zhi)數系數c和α值(zhí)與介質的性(xìng)質，雷諾數等(děng)參數有關。
（2）對(dui)于任一旋轉(zhuǎn)流源，随着下(xià)遊距離的增(zēng)加，在大流量(liàng)區旋轉流強(qiáng)度衰減速度(dù)快，而在小流(liú)量區，旋轉流(liu)強度衰減速(sù)度要慢一些(xiē)，因此，對小流(liu)量的流量🌈計(jì)管道設計中(zhōng)需要加長直(zhí)管段，以減少(shǎo)旋轉流對流(liu)量計精🌈度的(de)影響。
（3）不論旋(xuan)轉流的方向(xiang)如何， 流量計(ji) 越靠近旋轉(zhuan)流源，流量計(jì)的精度δ越差(chà)，流量計精度(du)可以按式（5）進(jìn)行初步預測(cè)。

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