周期性脉动流对涡轮流量计测量精度影响的分析

任凭阐发打算,驱动力矩为式中:θ为叶片与轴线之间的夹角;€r为涡轮平均半径;A为管道风行面积;ρ为流体密度;ω为涡轮的旋转角速度;q为任凭管道的流量。

.

假定涡轮流量计管事在无阻力的妄图状况下,则涡轮的旋转角速度为　　当流量为正弦脉动,即q=asinωt时,涡轮旋转加速度ω是幅值为A)的同相位正弦脉动,其对涡轮流量计测量精度的影响几乎为零。

②非定常流动时

由于管内的流动频频不是一个定常流动,且涡轮在真原形况下还会受到阻力矩的影响,则式(1)为了处理省事,略去方程中的粘性阻力矩C1ηq,上式变为令q=asinωt,经过阐发整理,可以得出涡轮旋转加速度与脉动流各参数的干系:式中:C为平守时的ω值对于所研讨的涡轮流量计,其涡轮叶片的转动惯量J=21889×10-6kg·m2。则上式中的积分项可用以下流程图(见图2)加以打算。

2.3成果与阐发

2.3.1脉动流频率对测量精度的影响

经过谋区阐发,发现脉动流频率是影响精度的最关键因素,所加的正弦脉动流频率与稳态下涡轮旋转加速度的干系为 ωn=2πfp(1/…qm)€r2(…qm为平均质量流量)时,响应曲线与输入正弦曲线最为切近,与理论阐发本原切合。频繁变换脉动流频率参数,发现间或图形失真出格厉害,经过对多幅图形(如图3和图4)的阐发,发现如下循序:

①当脉动流频率fp小于角加速度ω,那么流量仪表的响应近似于输入脉冲,测量成果切近于真值;且频率越小,成果越切近,由此可知当脉冲频率远远小于涡轮旋转的角加速度时,仪表的测得值差池几乎为零。

②当脉冲频率fp大于角加速度ω,那么仪表的响应曲线起原失真,且频率fp与角加速度ω相差越大,其失真程度越大。

③脉动流的频率还影响输出图形的幅值大小,经阐发现察,频率越大,幅值越小;频率越小,幅值越大。

2.3.2在脉动流存在的情势下其它参数对测量精度的影响

对于形状不失果真响应曲线,其输出图形幅值还与其它参数有关,经研讨,影响较大的参数有涡轮流量计叶片的转动惯量J。若转动惯量J越小,输出图形的幅值越大;反之,J越大,输出图形的幅值越小。但J太大未必太小都市影响输出曲线的幅值失真过大,J取在(2～3)×10-6kg·m2时,其图形输出最好。

涡轮流量计叶片的初始旋转加速度C也将影响输出曲线。从参数阐发可知,其响应曲线与输入脉动曲线有一个位移,这个位移大小主若是与初始值C有关,即稳态流动时,旋转加速度越小,这个位移量越小,但小到一定值时,由于其它因素的影响(如流体粘性及死板摩擦阻力的影响等)又会使图形失真,对于被研讨的涡轮流量计,稳态旋转加速度值以大于2π为好。

3 结论

本文研讨了周期性脉动流对涡轮流量计的测量精度的影响情势,结论如下:

①脉动流的频率影响最大,当脉动流频率fp小于角加速度ω,那么流量仪表的响应与输入脉动流图形相通,测量成果切近于真值;

②转动惯量J对于输出图形幅值有影响;

③稳态流时的旋转加速度值可能会引起输出图形发生一个向上的位移。