應用彎管流(liu)量(liang)計是學術界*的(de)(de)復(fu)現(xian)性好(hao)、無能耗、長期穩(wen)定(ding)運行的(de)(de)流(liu)量(liang)測(ce)量(liang)方案。在前人(ren)研(yan)(yan)究成(cheng)果的(de)(de)基(ji)礎上,借(jie)助現(xian)代數控加(jia)工技(ji)(ji)術、高(gao) 精度微差壓測(ce)量(liang)技(ji)(ji)術、現(xian)代計算(suan)流(liu)體力(li)學技(ji)(ji)術和現(xian)代應用計算(suan)機技(ji)(ji)術構筑的(de)(de)全新(xin)的(de)(de)科(ke)學研(yan)(yan)究平臺。

選準(zhun)彎徑比(bi)(R/D)落在某一(yi)(yi)區間時其流(liu)量系(xi)數(shu)有*的一(yi)(yi)致性 這一(yi)(yi)突破口,成功解決了如何使流(liu)量系(xi)數(shu)穩定的難題,zui終實現了彎管(guan)流(liu)量計的工業(ye)化生產。如今,彎管(guan)流(liu)量計已(yi)經(jing)在電力、石油、熱電、冶(ye)金(jin)、天然氣等各個場合 得(de)到廣泛的應(ying)用。

1　實(shi)驗設計及(ji)實(shi)驗方(fang)法

1.1　流量計設計

彎管(guan)流(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)計(ji)(ji)的(de)(de)(de)設計(ji)(ji)包括傳感器(qi)、取壓(ya)系統和(he)儀(yi)表及配套系統幾大(da)(da)部(bu)分(fen)。在本次(ci)實(shi)驗中(zhong),彎管(guan)流(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang) 計(ji)(ji)的(de)(de)(de)二次(ci)儀(yi)表采用(yong)ZWLY-E型(xing)(xing)流(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)積算(suan)儀(yi),通過高精度(du)的(de)(de)(de)數(shu)模轉換和(he)多字節(jie)浮點運算(suan)的(de)(de)(de)支持,其測量(liang)(liang)(liang)精度(du)≤0.05%;流(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)介質(zhi)為純水(shui);差壓(ya)變送器(qi)選(xuan)用(yong) STD924型(xing)(xing)高精度(du)差壓(ya)變送器(qi),測量(liang)(liang)(liang)精度(du)≤0.075%;彎管(guan)流(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)計(ji)(ji)的(de)(de)(de)核心(xin)組件———彎管(guan)傳感器(qi)選(xuan)用(yong)研制出來的(de)(de)(de)10個機(ji)加工(gong)彎管(guan)傳感器(qi),規格(ge)尺寸見 表1(偏差是指與設計(ji)(ji)值的(de)(de)(de)zui大(da)(da)相對偏差值),表中(zhong)符號定義(yi)如圖1所示。

1.2　實驗系統

實(shi)驗(yan)在河北理(li)工學院流(liu)體機械實(shi)驗(yan)室(shi)水系統(tong)上進行,采用稱重法標定,標定誤差≤0.05%。實(shi)驗(yan)段(duan)彎管傳感器(qi)上游(you)直管段(duan)長度(du)≥50D,下游(you)直管段(duan)長度(du)≥20D。實(shi)驗(yan)系統(tong)如(ru)圖2所示。

1.3　實驗方法

實(shi)驗中對每個(ge)彎管傳感器均在(zai)(zai)0.8~3.5m/s全量(liang)(liang)(liang)程范圍內進行了多個(ge)流量(liang)(liang)(liang)點(dian)的測量(liang)(liang)(liang),在(zai)(zai)每個(ge)流量(liang)(liang)(liang)點(dian)上均重復測量(liang)(liang)(liang)3次。

首先,將系統投入運行,穩定(ding)一段時間,再通(tong)過變(bian)頻調(diao)(diao)速器控制主泵,配合(5)、(11)兩閥門(men),調(diao)(diao)節至實(shi)驗流(liu)速,穩定(ding)5~10min。對差壓(ya)變(bian) 送器排(pai)氣(qi)、調(diao)(diao)整零點。實(shi)驗時,通(tong)過主機(ji)(ji)表(biao)控制換(huan)(huan)向器換(huan)(huan)向,向稱(cheng)重水(shui)(shui)箱注水(shui)(shui),同(tong)時主機(ji)(ji)表(biao)開始計算(suan)實(shi)時流(liu)量,并記(ji)錄(lu)相應(ying)實(shi)驗參(can)數。經一段時間后,換(huan)(huan)向器再度換(huan)(huan) 向,水(shui)(shui)由回水(shui)(shui)管流(liu)入水(shui)(shui)池,主機(ji)(ji)表(biao)將計算(suan)結果(guo)和各(ge)參(can)數打(da)印輸出。

2　實驗數據處理

實驗在嚴格(ge)保證特征幾何(he)參數相似(si)性的前提(ti)下,當同(tong)一管徑(jing)(jing)規格(ge)的彎管流量(liang)計(ji)具有不同(tong)取(qu)壓孔孔徑(jing)(jing)時進行性能(neng)對(dui)比實驗,以確(que)定取(qu)壓孔孔徑(jing)(jing)對(dui)流量(liang)計(ji)性能(neng)的影響(xiang)。

實驗后(hou),得到大量(liang)實驗數據,考(kao)慮溫、壓補(bu)償,對數據進行了(le)處理(li),zui后(hou)得到10個彎管流(liu)量(liang)計(ji)的流(liu)量(liang)系數α和雷諾數Re的散點(dian)圖(tu),對其進行多項(xiang)式擬(ni)合,結果如圖(tu)3所示。

由(you)表1知,30125#、30127#、30128#具有(you)的(de)取壓(ya)孔(kong)孔(kong)徑為10mm,其(qi)它各彎管流量計的(de)取壓(ya)孔(kong)孔(kong)徑均(jun)為6mm。

在圖(tu)3中可(ke)以看到,30125#、30127#、30128#的(de)流量系數變化范圍與其它各流量計比較偏大,為(wei)此,通過計算,得(de)到表2。

3　實驗結論

分析所得的數據,可以得到如下結論(lun):

1)對于同(tong)一規格的彎管(guan)流量計,在(zai)嚴格保證(zheng)了幾何形(xing)狀相似(彎管(guan)傳感(gan)器特征幾何結(jie)構參數(shu)相同(tong))的前提下,流量系數(shu)的變化隨雷諾數(shu)的增(zeng)大而(er)由急轉緩(huan),漸趨于定(ding)值;

2)與小取壓(ya)孔(kong)徑相比較(jiao),對于采用大的(de)取壓(ya)孔(kong)徑的(de)彎管流量計,流量系(xi)數隨雷(lei)諾(nuo)數而變化(hua)的(de)速度較(jiao)大;

3)如果采用(yong)固定流(liu)量系數進(jin)行計算,則6mm取(qu)壓孔徑(jing)可以更容(rong)易(yi)將流(liu)量計的測量精度控制在1.0%以內,而(er)采用(yong)10mm取(qu)壓孔徑(jing)時(shi)測量精度將跌(die)至1.5%。