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多功能彎管流量計(jì)

時(shí)間:2009/12/31閱讀:1254
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這些實(shí)驗(yàn)研究的核心目的是確定彎管流量計(jì)流量系數(shù)的離散性問題及是否隨流速、管徑、雷諾數(shù)等參數(shù)變化等問題。
圖六分別給出上述六種規(guī)格彎管傳感器流速-差壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)的擬合曲線(DN200因?qū)嶒?yàn)流速點(diǎn)較少未給出)。


   表二、表三給出了DN300和DN500管徑彎管流量計(jì)在開封國(guó)家水大流量計(jì)量站的檢定數(shù)據(jù)及相應(yīng)的示值誤差和對(duì)應(yīng)流速的計(jì)算數(shù)據(jù)。
DN300實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn):開封
表二:
 

序號(hào)
流速(m/s)
標(biāo)準(zhǔn)流量( m3/h)
儀表示值(t/h)
示值誤差(%)
1
3.07
750.5
748.8
-0.23
2
2.47
627.8
626.0
-0.28
3
2.00
509.4
510.4
0.19
4
1.516
384.8
384.4
-0.10
5
3.46
879.8
881.7
0.21
6
1.04
262.8
262.2
-0.22
7
0.51
129.7
129.5
-0.15

DN500實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):
表三:

序號(hào)
流速(m/s)
標(biāo)準(zhǔn)流量(m 3/h)
儀表示值(t/h)
示值誤差(%)
1
0.96
706.2
711.5
0.75
2
1.52
1118.6
1129.0
0.93
3
1.96
1437.3
1450.0
0.88
4
2.44
1794.3
1810.0
0.87
5
2.93
2153.6
2183.0
1.36
6
0.52
382.5
381.4
-0.31

通過系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究表明:
   1.嚴(yán)格保證幾何相似性的相同規(guī)格彎管流量計(jì),其性能具有良好的一致性,方差分析表明,其相對(duì)誤差標(biāo)準(zhǔn)差<0.4%,因此,批量生產(chǎn)這種流量計(jì)可以實(shí)現(xiàn)1.0級(jí)的科學(xué)計(jì)量水平。
   2.彎管流量計(jì)的流量系數(shù)隨流速及雷諾數(shù)的變化不明顯(就低粘度介質(zhì)而言)。
   3.單臺(tái)標(biāo)定的彎管流量計(jì)其測(cè)量精度可以達(dá)到0.5級(jí)使用。
   4.彎管流量計(jì)的前后直管段應(yīng)至少大于2D管徑長(zhǎng)。當(dāng)考慮干擾件影響時(shí)(例如彎管)前后直管段長(zhǎng)應(yīng)大于4D管徑長(zhǎng)。
   5.彎管流量計(jì)的流量系數(shù)隨管徑的增大而減少。具有近似的負(fù)指數(shù)分布的規(guī)律。

三、研究小結(jié)

   通過上述展開的初步理論研究和系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究,我們認(rèn)為可以做出如下小結(jié):
   1.彎管流量計(jì)可看作是一種整流型節(jié)流裝置,在較短的直管段長(zhǎng)度保證條件下,即可穩(wěn)定的高可靠性的重現(xiàn)其高精度測(cè)量性能。(直管段長(zhǎng)度視干擾件而定)。
   2.彎管流量計(jì)的幾何結(jié)構(gòu)尺寸R和D對(duì)彎管流量計(jì)的流量系數(shù)影響是明顯的,應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制。
   3.彎管流量計(jì)流量系數(shù)隨管徑的變化是不容忽視的。若不能嚴(yán)格對(duì)應(yīng),則產(chǎn)生大于5%的誤差是可能的。
   4.彎管流量計(jì)流量系數(shù)隨流速變化不明顯的特點(diǎn)可擴(kuò)展這種流量計(jì)的量程范圍,更好的適用于工業(yè)應(yīng)用。
   5.本研究主要針對(duì)低粘度介質(zhì)進(jìn)行,不能隨意應(yīng)用本研究的成果到高粘度介質(zhì)流量測(cè)量使用。
   6.對(duì)于流體狀態(tài)參數(shù)溫度、壓力、密度不斷變化的研究和應(yīng)用場(chǎng)合,應(yīng)當(dāng)采用計(jì)算機(jī)多參數(shù)動(dòng)態(tài)測(cè)量和實(shí)時(shí)補(bǔ)償技術(shù)方可保證流量測(cè)量的高準(zhǔn)確度。
   7.實(shí)驗(yàn)研究證明流量系數(shù)與管徑有直接關(guān)系,但應(yīng)用歐拉方程對(duì)彎管流量計(jì)進(jìn)行的理論計(jì)算研究還不能說明管徑對(duì)流量系數(shù)的影響,仍需進(jìn)一步采用描述真實(shí)流體的理論方法進(jìn)行深入的研究。

四、結(jié)束語(yǔ)

  目前,我們已有近24種規(guī)格的彎管流量計(jì)服務(wù)于我國(guó)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng),涉及的流體介質(zhì)也有十余種之多。zui近,在大慶對(duì)天然氣的測(cè)量實(shí)驗(yàn)也取得了可喜的初步成果。我們認(rèn)為對(duì)彎管流量計(jì)在理想狀態(tài)條件下的研究是一回事,而在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)推廣使用又是另一回事。因此,面對(duì)在各種苛刻環(huán)境條件下的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定使用,是彎管流量計(jì)研究不可忽視的另一個(gè)十分重要的問題。實(shí)際上,在過去的15年中,我們花費(fèi)了多一半的精力和時(shí)間用于實(shí)際工業(yè)應(yīng)用問題的研究。在工業(yè)應(yīng)用中,對(duì)于取壓方式和相應(yīng)配套件的研制,以及對(duì)于差壓變送器的選擇和安裝,都是應(yīng)當(dāng)引起十分注意的。任何微小環(huán)節(jié)的不完善都可能影響這種屬于小差壓測(cè)量原理的流量計(jì)的正常使用。因此,我們希望能通過本文對(duì)彎管流量計(jì)主體研究的介紹引起更多同行的關(guān)心,以加速這種無能耗、長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定的流量計(jì)的發(fā)展。這些實(shí)驗(yàn)研究的核心目的是確定彎管流量計(jì)流量系數(shù)的離散性問題及是否隨流速、管徑、雷諾數(shù)等參數(shù)變化等問題。
圖六分別給出上述六種規(guī)格彎管傳感器流速-差壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)的擬合曲線(DN200因?qū)嶒?yàn)流速點(diǎn)較少未給出)。


   表二、表三給出了DN300和DN500管徑彎管流量計(jì)在開封國(guó)家水大流量計(jì)量站的檢定數(shù)據(jù)及相應(yīng)的示值誤差和對(duì)應(yīng)流速的計(jì)算數(shù)據(jù)。
DN300實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn):開封
表二:
 

序號(hào)
流速(m/s)
標(biāo)準(zhǔn)流量( m3/h)
儀表示值(t/h)
示值誤差(%)
1
3.07
750.5
748.8
-0.23
2
2.47
627.8
626.0
-0.28
3
2.00
509.4
510.4
0.19
4
1.516
384.8
384.4
-0.10
5
3.46
879.8
881.7
0.21
6
1.04
262.8
262.2
-0.22
7
0.51
129.7
129.5
-0.15

DN500實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):
表三:

序號(hào)
流速(m/s)
標(biāo)準(zhǔn)流量(m 3/h)
儀表示值(t/h)
示值誤差(%)
1
0.96
706.2
711.5
0.75
2
1.52
1118.6
1129.0
0.93
3
1.96
1437.3
1450.0
0.88
4
2.44
1794.3
1810.0
0.87
5
2.93
2153.6
2183.0
1.36
6
0.52
382.5
381.4
-0.31

通過系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究表明:
   1.嚴(yán)格保證幾何相似性的相同規(guī)格彎管流量計(jì),其性能具有良好的一致性,方差分析表明,其相對(duì)誤差標(biāo)準(zhǔn)差<0.4%,因此,批量生產(chǎn)這種流量計(jì)可以實(shí)現(xiàn)1.0級(jí)的科學(xué)計(jì)量水平。
   2.彎管流量計(jì)的流量系數(shù)隨流速及雷諾數(shù)的變化不明顯(就低粘度介質(zhì)而言)。
   3.單臺(tái)標(biāo)定的彎管流量計(jì)其測(cè)量精度可以達(dá)到0.5級(jí)使用。
   4.彎管流量計(jì)的前后直管段應(yīng)至少大于2D管徑長(zhǎng)。當(dāng)考慮干擾件影響時(shí)(例如彎管)前后直管段長(zhǎng)應(yīng)大于4D管徑長(zhǎng)。
   5.彎管流量計(jì)的流量系數(shù)隨管徑的增大而減少。具有近似的負(fù)指數(shù)分布的規(guī)律。

三、研究小結(jié)

   通過上述展開的初步理論研究和系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究,我們認(rèn)為可以做出如下小結(jié):
   1.彎管流量計(jì)可看作是一種整流型節(jié)流裝置,在較短的直管段長(zhǎng)度保證條件下,即可穩(wěn)定的高可靠性的重現(xiàn)其高精度測(cè)量性能。(直管段長(zhǎng)度視干擾件而定)。
   2.彎管流量計(jì)的幾何結(jié)構(gòu)尺寸R和D對(duì)彎管流量計(jì)的流量系數(shù)影響是明顯的,應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制。
   3.彎管流量計(jì)流量系數(shù)隨管徑的變化是不容忽視的。若不能嚴(yán)格對(duì)應(yīng),則產(chǎn)生大于5%的誤差是可能的。
   4.彎管流量計(jì)流量系數(shù)隨流速變化不明顯的特點(diǎn)可擴(kuò)展這種流量計(jì)的量程范圍,更好的適用于工業(yè)應(yīng)用。
   5.本研究主要針對(duì)低粘度介質(zhì)進(jìn)行,不能隨意應(yīng)用本研究的成果到高粘度介質(zhì)流量測(cè)量使用。
   6.對(duì)于流體狀態(tài)參數(shù)溫度、壓力、密度不斷變化的研究和應(yīng)用場(chǎng)合,應(yīng)當(dāng)采用計(jì)算機(jī)多參數(shù)動(dòng)態(tài)測(cè)量和實(shí)時(shí)補(bǔ)償技術(shù)方可保證流量測(cè)量的高準(zhǔn)確度。
   7.實(shí)驗(yàn)研究證明流量系數(shù)與管徑有直接關(guān)系,但應(yīng)用歐拉方程對(duì)彎管流量計(jì)進(jìn)行的理論計(jì)算研究還不能說明管徑對(duì)流量系數(shù)的影響,仍需進(jìn)一步采用描述真實(shí)流體的理論方法進(jìn)行深入的研究。

四、結(jié)束語(yǔ)

  目前,我們已有近24種規(guī)格的彎管流量計(jì)服務(wù)于我國(guó)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng),涉及的流體介質(zhì)也有十余種之多。zui近,在大慶對(duì)天然氣的測(cè)量實(shí)驗(yàn)也取得了可喜的初步成果。我們認(rèn)為對(duì)彎管流量計(jì)在理想狀態(tài)條件下的研究是一回事,而在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)推廣使用又是另一回事。因此,面對(duì)在各種苛刻環(huán)境條件下的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定使用,是彎管流量計(jì)研究不可忽視的另一個(gè)十分重要的問題。實(shí)際上,在過去的15年中,我們花費(fèi)了多一半的精力和時(shí)間用于實(shí)際工業(yè)應(yīng)用問題的研究。在工業(yè)應(yīng)用中,對(duì)于取壓方式和相應(yīng)配套件的研制,以及對(duì)于差壓變送器的選擇和安裝,都是應(yīng)當(dāng)引起十分注意的。任何微小環(huán)節(jié)的不完善都可能影響這種屬于小差壓測(cè)量原理的流量計(jì)的正常使用。因此,我們希望能通過本文對(duì)彎管流量計(jì)主體研究的介紹引起更多同行的關(guān)心,以加速這種無能耗、長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定的流量計(jì)的發(fā)展。

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