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气体密度对于小口径气体涡轮流量计性能的影响
发布日期:2018/8/29 15:11:29
随着涡轮流量计在巴西测量业和工艺控制方面的大量使用,将需要更加准确的流量测量仪表。因此,很有必要研究这一问题:用空气介质检定气体涡轮流量计时,所得的检定曲线能否使用在任何压力下和其它种类的气体流量测量上。涡轮流量计被划分为容积式流量计,从理认上讲,容积式流量计
的误差曲线与所测量介质的密度和流体组分无关。但是实际上,已有许多文件资料证明:用涡轮流量计测量液体流量时,它的误差曲线完全取决于液体的粘度大小,尤其对于小口径的涡轮流量计更是如此人们已经对口径大于50mm的气体涡轮流量计进行了认真研究。根据有关技术文献介绍,气体
密度对气体涡轮流量计的误差曲线影响不明显。
目前还没有见到更详细的文献介绍有关气体密度对于小口径的气体涡轮流量计性能的影响因此,本文作者决定对口径为10mm的气体涡轮流量计的影响情况进行研究,试验中所用的气体涡轮流量计的口径为10mm,涡轮叶片为直列叶片,试验流量范围为2~13m3/h从涡轮流量显示器中读取瞬时流量。
试验过程
首先使用一个湿气标准流量计(其流量范围为0~8m3/h,不确定度为士0.5%)对DN10气体涡轮流量计进行检定;然后再用一个旋转活塞式标准流量计(其流量范围为5~60m3/h,不确定度为±0.5%)对该DN10气体涡轮流量计进行检定。这两个标准流量计都可溯源到国外的检定链中这些试验是在一个温控试验室里完成的。试验时,使用电容式压力传感器测量压力,其中电容传感器呆用的检定标准可以溯源到国际标准;使用T型热电偶测量温度,
其中热电偶的检定标准亦可溯源到国际标准。
该流量试验装置主要由高压气罐、DN25管段、调节阀门、大小头、DN10管段、 Mitsubishi(三菱)式流动整流器、长25D(250mm)的直管段、DN10气体涡轮流量计、长30D(300mm)的直管段、标准流量计等按顺序连接而开始试验时,首先用空气做介质,在约0.2MPa压力下,对该DN10气体涡轮流量计进行了检定试验。在试验中,每个流量试验点至少反复读数三次以上。然后,在同一试验装置上,分别以氮气、氩气和氦气为介质,在0.2MPa和0.9MPa两个工作压力下,分别对该气体涡轮流量计进行了试验。试验过程中,对每个流量点至少反复读数三次以上。为了检验试验曲线与原始检定曲线(空气介质)之间的相对偏差,在每种气体试验结束后,再次用空气对该气体涡轮流量计进行检定。考虑到气体压缩性的影响,粘度计算公式算出的。试验曲线误差和仪表系数K的计算公式如下:
气体涡轮流量计的涡轮转子产生的滑动是由于非流动阻力矩(指轴承阻力矩和磁性阻力矩)与所测量的气体密度成反比而引起的;也就是说要想设计出具有较低(合理范围内)的非流体阻力矩的气体涡轮流量计是很困难的,尤其对口径较小和压力损失较低的气体涡轮流量计更是如此。它是引起气体涡轮流量计试验误差曲线产生较大变化的主要因素。
结论
由于试验流量范围和气体涡轮流量计数量所限,仅仅从本文所做试验的结论中还不可能详细说明
当气体性质或种类变化时,气体涡轮流量计性能的精度变化情况。然而,已做过的气体涡轮流量计试验表明:气体涡轮流量计的误差曲线与使用的气体密度有很大的关系。这一事实导致了如前面所讨论的假设,即这种类型的气体涡轮流量计不能在未进行任何密度修正的条件下使用。当流体密度较低时,气体涡轮流量计受非流体阻力矩的影响所占比例相对较高。因此,这个假设应被进一步的研究,即对不同制造厂生产的更多的气体涡轮流量
计进行更大范围的检定,并且要增大压力和密度范围。