彎管流量計取壓孔通過(guò)實(shí)踐進(jìn)行相關(guān)分析

應用彎管流量計是學(xué)術(shù)界*的復現性好、無(wú)能耗、長(cháng)期穩定運行的流量測量方案。在前人研究成果的基礎上,借助現代數控加工技術(shù)、高 精度微差壓測量技術(shù)、現代計算流體力學(xué)技術(shù)和現代應用計算機技術(shù)構筑的全新的科學(xué)研究平臺。

選準彎徑比(R/D)落在某一區間時(shí)其流量系數有*的一致性 這一突破口,成功解決了如何使流量系數穩定的難題,zui終實(shí)現了彎管流量計的工業(yè)化生產(chǎn)。如今,彎管流量計已經(jīng)在電力、石油、熱電、冶金、天然氣等各個(gè)場(chǎng)合 得到廣泛的應用。

1　實(shí)驗設計及實(shí)驗方法

1.1　流量計設計

彎管流量計的設計包括傳感器、取壓系統和儀表及配套系統幾大部分。在本次實(shí)驗中,彎管流量 計的二次儀表采用ZWLY-E型流量積算儀,通過(guò)高精度的數模轉換和多字節浮點(diǎn)運算的支持,其測量精度≤0.05%;流量介質(zhì)為純水;差壓變送器選用 STD924型高精度差壓變送器,測量精度≤0.075%;彎管流量計的核心組件———彎管傳感器選用研制出來(lái)的10個(gè)機加工彎管傳感器,規格尺寸見(jiàn) 表1(偏差是指與設計值的zui大相對偏差值),表中符號定義如圖1所示。

1.2　實(shí)驗系統

實(shí)驗在河北理工學(xué)院流體機械實(shí)驗室水系統上進(jìn)行,采用稱(chēng)重法標定,標定誤差≤0.05%。實(shí)驗段彎管傳感器上游直管段長(cháng)度≥50D,下游直管段長(cháng)度≥20D。實(shí)驗系統如圖2所示。

1.3　實(shí)驗方法

實(shí)驗中對每個(gè)彎管傳感器均在0.8~3.5m/s全量程范圍內進(jìn)行了多個(gè)流量點(diǎn)的測量,在每個(gè)流量點(diǎn)上均重復測量3次。

首先,將系統投入運行,穩定一段時(shí)間,再通過(guò)變頻調速器控制主泵,配合(5)、(11)兩閥門(mén),調節至實(shí)驗流速,穩定5~10min。對差壓變 送器排氣、調整零點(diǎn)。實(shí)驗時(shí),通過(guò)主機表控制換向器換向,向稱(chēng)重水箱注水,同時(shí)主機表開(kāi)始計算實(shí)時(shí)流量,并記錄相應實(shí)驗參數。經(jīng)一段時(shí)間后,換向器再度換 向,水由回水管流入水池,主機表將計算結果和各參數打印輸出。

2　實(shí)驗數據處理

實(shí)驗在嚴格保證特征幾何參數相似性的前提下,當同一管徑規格的彎管流量計具有不同取壓孔孔徑時(shí)進(jìn)行性能對比實(shí)驗,以確定取壓孔孔徑對流量計性能的影響。

實(shí)驗后,得到大量實(shí)驗數據,考慮溫、壓補償,對數據進(jìn)行了處理,zui后得到10個(gè)彎管流量計的流量系數α和雷諾數Re的散點(diǎn)圖,對其進(jìn)行多項式擬合,結果如圖3所示。

由表1知,30125#、30127#、30128#具有的取壓孔孔徑為10mm,其它各彎管流量計的取壓孔孔徑均為6mm。

在圖3中可以看到,30125#、30127#、30128#的流量系數變化范圍與其它各流量計比較偏大,為此,通過(guò)計算,得到表2。

3　實(shí)驗結論

分析所得的數據,可以得到如下結論:

1)對于同一規格的彎管流量計,在嚴格保證了幾何形狀相似(彎管傳感器特征幾何結構參數相同)的前提下,流量系數的變化隨雷諾數的增大而由急轉緩,漸趨于定值;

2)與小取壓孔徑相比較,對于采用大的取壓孔徑的彎管流量計,流量系數隨雷諾數而變化的速度較大;

3)如果采用固定流量系數進(jìn)行計算,則6mm取壓孔徑可以更容易將流量計的測量精度控制在1.0%以?xún)?而采用10mm取壓孔徑時(shí)測量精度將跌至1.5%。