前直管段对气体涡轮流量计的影响
2014-03-22陈赏顺王函滔
陈赏顺 金 岚 王函滔
(浙江省计量科学研究院,杭州 310013)
0 引言
涡轮流量计具有精度高、重复性好、量程比高、无零点飘移等优点,广泛应用于液化气、天然气、煤气等介质的流量测量。在欧洲和美国它是继孔板流量计之后的第二个法定天然气流量计,已经发展为多品种、多规格、批量生产的天然气流量计。涡轮流量计的原理较简单,先将流速转换为涡轮的转速,再将转速转换成与流量成正比的电信号。这种流量计用于检测瞬时流量和累积流量,其输出信号为频率,易于数字化。
涡轮流量计在检测过程中,一般要求前直管段大于10D。前直管段的长度对涡轮流量计精度影响有多少,在标准规范里都没具体指出。
1 实验用设备及实验过程
1.1 计量标准器
标准表法气体流量标准装置,装置不确定度:Urel=0.25%(k=2),流量范围:0.5~2000m3/h。
1.2 实验表
1#流量计为进口涡轮流量计,流量范围为50~1000m3/h;2#流量计为国产涡轮流量计,流量范围为20~400m3/h。
1.3 实验过程
将涡轮流量计安装在管道上,在同一个流量下,依次更换流量计前直管段,更换次序为10D、4D、2D、0D再到10D。记录不同直管段长度下涡轮流量计在同一个流量点下的示值误差。
2 实验数据
1#和2#流量计的示值误差分别如表1、图1和表2、图2所示。
表1 1#流量计示值误差 (%)
图1 1#流量计示值误差曲线
从表1和图1中可以看出前直管段在2D~10D之间,涡轮流量计在各个流量点下的示值误差基本上一致。无直管段时其示值误差整体偏正0.3%左右。
表2 2#流量计示值误差 (%)
图2 2#流量计示值误差曲线
从表2和图2中可以看出前直管段在0D~10D之间,涡轮流量计在各个流量点下的示值误差基本上一致。
3 实验结果分析
1#流量计实验出现数据整体偏移0.3%, 2#流量计实验结果基本上保持不变。在标准器不变的情况下,出现两种不同的实验结果,可能跟两台流量计结构不同有关系。
图3和图4分别为1#流量计和2#流量计的结构示意图。从图中可以看出两台涡轮前后导流体结构差异较大。在传感器进出口装有导流体,它对流体起导向整流以及支承叶轮的作用,前导流体可以抗流体流动的干扰。2#流量计的前导流体从结构设计上比1#流量计更具有抗扰流作用,从而降低了对前直管段要求。
图3 1#涡轮流量计结构示意图
图4 2#涡轮流量计结构示意图
4 结束语
通过对涡轮流量计的结构原理和实验数据分析,前直管段长度对涡轮流量计存在一定的影响,只有保证一定的前直管段,才能确保涡轮流量计计量性能准确可靠。涡轮流量计的前导流体在结构设计上有多种形式,采用什么样的结构值得探讨。
[1]梁国伟,蔡武昌.流量测量技术及仪表.机械工业出版社,2005
[2]孙淮清.“流量测量方法与仪表选用”讲座 涡轮流量计(一).自动化仪表,1998,19(7)
[3]蔡武昌,孙维清,纪纲.流量测量方法和仪表选用.化学工业出版社,2001
[4]苏彦勋,李金海.流量计量.中国计量出版社,1991