ZNT涡轮流量计精度与直管段长度之关系
ZNT涡轮流量计精度与直管段长度之关系 1.旋转系数与下游直管段长度之间的关系 旋转流的旋转强度用旋转系数来表示,旋转系数定义为角动量通量与轴向动量通量的比值: 常数b和c与流体性质、雷诺数和流量有关,需要通过实验确定.对于不可压缩流体,b=0.030~0.085,c=0.10~0.50.一般来说,流量越大,旋转流的衰减越大,由式（3）可以看出,旋转流发生后的直管段越长,旋转流的强度越弱,对ZNT涡轮流量计精度的影响越小. （1） 式中:ω -- 周向速度; u -- 轴向速度; R -- 管道半径; A -- 流体流过的横截面积; ρ -- 密度. 对于圆管内的旋转流,在r=0.95R处的旋转角度,即: （2） 采用多项迭代的方法,可编程计算出在某个值时（X 为圆管直径D的倍数）满足一定精度的Sw值: Sw=be-cX （3） 2.实验设计与结果分析 ZNT涡轮流量计是一种速度式流量仪表,由于具有结构紧凑、测量精度高、反应速度快、测量范围广、价格低廉和安装方便等优点,而得到广泛应用.对于贸易结算计量,流量计的精确度是至关重要的.影响ZNT涡轮流量计精度的主要外部因素是流体的流动状态,ZNT涡轮流量计特性曲线要保持良好的线性关系,流过流量计的流体应为充分发展的流型.为了在实验过程中能得到理想的旋转流体,实验中采用了模拟多种强度旋转流的发生器,旋转流发生器安装在流量计上游来流的起始点处. 实验采用称量法,记录电子称上的质量脉冲数N,N乘以质量脉冲常数（0.08333）,即得到质量值（kg）,同时记录时间和涡轮变送器的脉冲数,在每个流量点重复做三次,记录三组数据,共选择5个流量点来覆盖ZNT涡轮流量计的测量量程.流量Q=0.08333N/t,仪表系数 其中α、d均为待定系数. 根据实验所得多组脉冲数和流量数据,可计算出仪表精度δ值.按δ-X方程及δ和X数据进行最小二乘法回归,可确定α和d的数值.一般来说,对不可压缩流体,α=1.15~2.20,d=0.016~0.11. 3.直管段长度和流量计精度的初步预测 在工程设计中,根据流体性质、流量和雷诺数确定α和d值.这样,按照式（5）就可以依不同的流量计精度要求,对直管段长度进行初步预测,或确定直管段长度后,对流量计的精度做初步预测. 当δ=0.2%时,不同流量下所需直管段长度见表1. 表1 不同流量下所需直管段长度 d 0.0165 0.0385 0.0578 0.0755 0.0801 0.0910 0.106 X 145.05 62.16 41.41 31.70 29.88 26.30 22.58 当X=30时,不同流量下仪表精度见表2. 表2 不同流量下预测的仪表精度 d 0.0165 0.0385 0.0578 0.0755 0.0801 0.0910 0.106 δ 1.33 0.69 0.39 0.23 0.20 0.14 0.10 对流量计的精度和直管段的预测,为不同精度要求的ZNT涡轮流量计选择适当长度的直管段提供了理论参考. 4.结语 （1）对于任一旋转流源,随着下游距离的增加,在大流量区旋转流强度衰减速度快,而在小流量区,旋转流强度衰减速度要慢一些,因此,对小流量的流量计管道设计中需要加长直管段,以减少旋转流对流量计精度的影响. （2）不论旋转流的方向如何,流量计越靠近旋转流源,流量计的精度δ越差,流量计精度可以按式（5）进行初步预测.影响ZNT涡轮流量计精度的主要外部因素是流体的流动状态,ZNT涡轮流量计特性曲线要保持良好的线性关系,流过流量计的流体应为充分发展的流型. （3）旋转数Sw与X成指数关系,即随着下游距离X的增加,旋转流强度以指数方式衰减.指数系数c和α值与介质的性质,雷诺数等参数有关.对流量计的精度和直管段的预测,为不同精度要求的ZNT涡轮流量计选择适当长度的直管段提供了理论参考. 推荐产品.电磁流量计,压力变送器,孔板流量计,V锥型流量计,超声波流量计,涡街流量计,涡轮流量计,热电偶. 推荐大家看
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