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氣體渦輪流量計的物理模型與性能指標 |
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| 發布時間：2024-05-27 14:32:07 點擊次數： |
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1.流量計的物理模型
以氣體渦輪流量計為研究對象,流量計的結構主要由前整流器、前導流體、葉輪、表芯支座、后導流體以及殼體等組成,其物理模型如圖1所示。流量計的前整流器采用葉柵結構，葉柵數為16;前導流體由第二級16片葉柵(與前整流器葉柵呈11.5°夾角)和80mm長的圓柱結構組成;表芯支座用于固定葉輪，葉輪的葉片數為12,螺旋角為45°;后導流體置于葉輪之后,用于穩定出口處的氣流。
氣體渦輪流量計的工作原理為:被測氣體從管道流入流量計，首先經過前整流器和前導流體進行整流,之后氣流推動葉輪使之產生周期性旋轉,葉輪轉速與被測流體的平均流速成正比。葉輪旋轉后帶動磁電轉換器，使其磁阻值發生變化,在感應線圈中產生周期性變化的感應電勢,該信號經放大器放大后送至儀表盤顯示。
2.流量計的性能指標
根據氣體渦輪流量計檢定規章《JJG1037-2008》壓力損失、儀表系數、線性度誤差等是衡量氣體渦輪流量計計量性能的重要指標。
①壓力損失
壓力損失△P表征流體通過流量計的能量損失,降低壓力損失能夠減少流量計在使用過程的能耗氣體通過流量計的壓力損失計算公式為:
式中:α為壓力損失系數;ρ為氣流密度，單位為kg/m3u為氣流流速,單位為m/s。
②儀表系數
儀表系數K是表征流量計測量準確度和量程比的關鍵性能指標。各流量點的儀表系數Ki與待測氣流體積流量Qi及流量計輸出脈沖頻率ƒ的關系式為:
按計量檢定規章，儀表系數K可以由式(3)進行計算:
式中:(K)max和(Ki)min分別表示流量計在分界流量maxmin點q,到最大流量點qmax范圍內各個流量檢定點得到Ki的最大值和最小值，單位為(m3)-1。K越接近恒定,表示流量計的測量穩定性越高,進行流量轉換時的精度也越高。
③最大示值誤差E
為了定量表征儀表系數的穩定性，引入最大示值誤差。根據計量檢定規章,最大示值誤差E可以由式(4)進行計算:
在量程范圍內最大示值誤差越小，表明流量計的儀表系數越穩定,線性度也就越好。
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