渦輪流量計特性曲線要保持良好的線性關係,流過渦輪流量計的流體應為充分發展的流型,即管道內流體流速基本趨於穩定,以消除漩渦流、脈動流等的 影響。為保證流經渦輪流量計的流體充分發展,在渦輪流量計上下遊均應有足夠長的直管段,這樣流體才能形成充分發展的流型。但是由於安裝條件的限製,充分發展的流型往往難以形成,因而會影響渦輪流量計 的性能。學者們從兩個方麵進行了大量研究,以消除或補償這一影響,一方麵研究渦輪流量計對應不同的上 遊管配件所需的實際上下遊直管段長度,另一方麵研究在無法達到所需上下遊直管段長度時對流量計 特性的影響及相應補償方法。對於工程測量而言,一般要求上遊直 管段長度≥20Dn,下遊直管段長度≥5Dn,Dn為渦輪流量計口徑。上遊直管段長度的計算式為:
式中:μ為管道內摩擦因數;Kn為漩渦速度比,由渦輪流量計上遊管線特征確定。表1為典型管線結構的Kn值。
在上遊直管段長度無法達到流場充分發展所需的長度時,需要從漩渦、脈動流等外部流造成的 影響規律角度出發,獲得修正曲線或公式。針對脈動流和上遊速度剖麵、漩渦流動等問題,國內外學者提出了不同的測量模型和測量方法。
對渦輪流量計測量脈動流的誤差校正方法進行了現場測試,采用軟件預測真實 體積流量,精度可以達到1%。
對單葉輪渦輪流量計特性受脈動流影響進行了試驗研究,結果表明,儀表誤差主 要依賴於流速脈動的幅值,並提出通過測量渦輪流量計上遊或下遊動態壓力來確定傳感器誤差的方法。
通過渦輪流量計數學模型,得出了正弦脈動流作用下葉輪旋轉角速度與脈動頻率、振幅之間的理論關係,給出了脈動流影響渦輪流量計測量精度的規律。Islam等通過試驗係統研究了上遊 流體速度剖麵對渦輪流量計儀表常數、線性度、可用體積流量範圍和壓力損失的影響,采用了三種整流器消除上遊流體速度的剖麵歪斜(速度剖麵呈不對稱分布)影響,並對三種整流器的效果進行了比較。以管道內有旋轉流存在的流 場為研究對象,對渦輪流量計儀表常數與旋轉數及體積流量之間的關係進行了研究,對儀表的精度進行了預測
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