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氣體渦輪流量計(jì)的物理模型與性能指標(biāo) |
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| 發(fā)布時(shí)間：2024-05-27 14:32:07 點(diǎn)擊次數(shù)： |
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1.流量計(jì)的物理模型
以氣體渦輪流量計(jì)為研究對(duì)象,流量計(jì)的結(jié)構(gòu)主要由前整流器、前導(dǎo)流體、葉輪、表芯支座、后導(dǎo)流體以及殼體等組成,其物理模型如圖1所示。流量計(jì)的前整流器采用葉柵結(jié)構(gòu)，葉柵數(shù)為16;前導(dǎo)流體由第二級(jí)16片葉柵(與前整流器葉柵呈11.5°夾角)和80mm長(zhǎng)的圓柱結(jié)構(gòu)組成;表芯支座用于固定葉輪，葉輪的葉片數(shù)為12,螺旋角為45°;后導(dǎo)流體置于葉輪之后,用于穩(wěn)定出口處的氣流。
氣體渦輪流量計(jì)的工作原理為:被測(cè)氣體從管道流入流量計(jì)，首先經(jīng)過(guò)前整流器和前導(dǎo)流體進(jìn)行整流,之后氣流推動(dòng)葉輪使之產(chǎn)生周期性旋轉(zhuǎn),葉輪轉(zhuǎn)速與被測(cè)流體的平均流速成正比。葉輪旋轉(zhuǎn)后帶動(dòng)磁電轉(zhuǎn)換器，使其磁阻值發(fā)生變化,在感應(yīng)線圈中產(chǎn)生周期性變化的感應(yīng)電勢(shì),該信號(hào)經(jīng)放大器放大后送至儀表盤顯示。
2.流量計(jì)的性能指標(biāo)
根據(jù)氣體渦輪流量計(jì)檢定規(guī)章《JJG1037-2008》壓力損失、儀表系數(shù)、線性度誤差等是衡量氣體渦輪流量計(jì)計(jì)量性能的重要指標(biāo)。
①壓力損失
壓力損失△P表征流體通過(guò)流量計(jì)的能量損失,降低壓力損失能夠減少流量計(jì)在使用過(guò)程的能耗氣體通過(guò)流量計(jì)的壓力損失計(jì)算公式為:
式中:α為壓力損失系數(shù);ρ為氣流密度，單位為kg/m3u為氣流流速,單位為m/s。
②儀表系數(shù)
儀表系數(shù)K是表征流量計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度和量程比的關(guān)鍵性能指標(biāo)。各流量點(diǎn)的儀表系數(shù)Ki與待測(cè)氣流體積流量Qi及流量計(jì)輸出脈沖頻率ƒ的關(guān)系式為:
按計(jì)量檢定規(guī)章，儀表系數(shù)K可以由式(3)進(jìn)行計(jì)算:
式中:(K)max和(Ki)min分別表示流量計(jì)在分界流量maxmin點(diǎn)q,到最大流量點(diǎn)qmax范圍內(nèi)各個(gè)流量檢定點(diǎn)得到Ki的最大值和最小值，單位為(m3)-1。K越接近恒定,表示流量計(jì)的測(cè)量穩(wěn)定性越高,進(jìn)行流量轉(zhuǎn)換時(shí)的精度也越高。
③最大示值誤差E
為了定量表征儀表系數(shù)的穩(wěn)定性，引入最大示值誤差。根據(jù)計(jì)量檢定規(guī)章,最大示值誤差E可以由式(4)進(jìn)行計(jì)算:
在量程范圍內(nèi)最大示值誤差越小，表明流量計(jì)的儀表系數(shù)越穩(wěn)定,線性度也就越好。
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