上遊彎頭和漸縮管對真人AG网址測量性能的影響

摘要:對DN100真人AG网址进行了基准实验、上遊90°单彎頭、90°双彎頭和 90°单彎頭+DN150变DN100漸縮管+90°单彎頭共17组实流实验。以仪表系数、平均仪表系数相對误差、线性度和不确定度作为评价指标,根据实验结果***终给出了真人AG网址在3种安装条件下的前后直管段长度,此时3种安装条件對真人AG网址的測量影响才能忽略。
  真人AG网址是一种常用的速度式流量仪表,它具有精度高、不确定度好、量程范围宽及体积小等优点,因此被广泛应用于石油、化工、冶金、轻工及食品等工业领域中。随着對真人AG网址理论研究的不断深入,真人AG网址发展迅速,吸引了众多流量仪表的研发人员从传感器结构优化与改进、粘性流体測量及数值仿真分析等方面研究真人AG网址的測量性能,并取得了显著成果。随着真人AG网址的推广和使用,其安装影响越来越受到人们的重视,安装环境和使用条件對其測量精度的影响成为需要关注的问题。
  美国标准和技术研究所(NIST)對上遊安装90°单彎頭和异面90°双彎頭分别进行了实验研究,讨论真人AG网址安装在下游的測量精度,對于单彎頭,彎頭与仪表为20D时,误差近似为0,误差随着长度的缩短而增大,长度为3D左右时误差***大,可达0.3%;對于异面双彎頭,彎頭与仪表为90D时,会产生0.3%的误差,随着长度缩短,误差增大,长度为3D左右时误差***大,可达2%,这个研究虽然给出了流量計安装定量的长度,但并未對实验过程、实验数据进行详细描述,因此实验结果是否具有普适性,能否直接拿来使用值得推敲。此外,文献指出影响真人AG网址精度的主要外部因素是流体的流动状态,對小流量的流量計管道设计中需要加长直管段,以减少旋转流對流量計精度的影响。目前国内针對真人AG网址安装使用条件的实验研究鲜见报道。笔者针對100mm口径的真人AG网址开展了基准实验、上遊单彎頭、双彎頭和单彎頭+DN150变DN100漸縮管+单彎頭影响的实验研究,通过实验数据對平均仪表系数相對误差、线性度和不确定度进行了分析与评价,***终给出了3种安装条件下真人AG网址安装的前后直管段建议长度。
1、實驗裝置
實驗是在天津大學天津市過程參數檢測與控制重點實驗室的水流量標准裝置上完成的,實驗管徑爲100mm,圖1爲實驗裝置示意圖。
上遊彎頭和漸縮管對真人AG网址測量性能的影響
本實驗利用標准表法對真人AG网址進行檢定,水泵連續將水池裏的水送入高位水塔,水塔通過溢流來保持水壓恒定,實驗時,水從水塔的下水管依次流過標准表真人AG网址、被檢表真人AG网址,***後回到水池。實驗利用計算機對真人AG网址、真人AG网址的輸出信號進行實時采集與處理。液體流量標准裝置DN100管線流量測量範圍爲20~200m3/h,精度可達0.2%。但由于加上阻流件以及被校表後造成管道壓力損失增大,流量範圍將會有所減小,本實驗流量範圍是20~145m3/h。
本實驗針對所要研究的3種安裝條件,對裝置進行了改造,給出了實驗研究的3種安裝條件的連接方式(圖2)。
上遊彎頭和漸縮管對真人AG网址測量性能的影響
2、真人AG网址實流實驗
2.1實驗結果評價指標
真人AG网址的原理:当被测流体流过传感器时,在流体作用下,叶轮受力旋转,其转速与管道平均流速成正比,叶轮的转动周期改变磁电转换器的磁阻值,检测线圈中的磁通随之发生周期性变化,产生周期性的感应电势,即电脉冲信号。基于真人AG网址的測量原理,根据真人AG网址检定规程,确定了实流实验结果的评价指标,其中包括: 仪表系数、平均仪表系数相對误差、线性度和不确定度。
流量計儀表系數K爲:
上遊彎頭和漸縮管對真人AG网址測量性能的影響
上遊彎頭和漸縮管對真人AG网址測量性能的影響
2.2數據處理結果及分析
根据实验装置所能达到的***宽流量范围,进行了基准实验、单彎頭(后5D和后2D)、双彎頭(后5D)和单彎頭 +DN150变DN100漸縮管+单彎頭(后5D)的实流实验。其中,基准实验是所有阻流件实验的参考基准,为保证真人AG网址入口为充分发展的湍流流动,本实验选择前直管段长度为50D(D为管道直径,D=100mm),后直管段长度为10D进行基准实验。
2.2.1單彎頭實驗數據
圖3爲單彎頭流量-儀表系數曲線。
上遊彎頭和漸縮管對真人AG网址測量性能的影響
從圖3中可以看出,實驗數據具有以下特征:
a.在相同后直管段条件下,随着流量的增加,仪表系数变化较为平缓。在单彎頭后5D的各工况中,平均仪表系数相對误差值比较接近,在前2D时误差***大,达到-0.47%,但前2D的不确定度达到0.19%,该值是在***小流量时产生的,因此分析造成这一现象的原因,可能是流场扰动造成的粗大误差,而且该值和要求的不确定度(0.17%)相差不大,故可认为前2D满足安装要求;在单彎頭后2D的各工况,随着前直管段长度的缩短,平均仪表系数相對误差值逐渐增大,并且在前 2D时误差达到了-0.55%。
b.後直管段長度對測量的影響:當前直管段較長時,後直管段對儀表系數的影響不大;隨著前直管段逐漸縮短到2D時,後直管段越短造成平均儀表系數的偏差越大。
c.在後2D的數據中,前2D的結果不滿足評價准則,所以對單彎頭而言,後直管段長度爲5D情況下前直管段長度至少爲2D,後直管段長度爲2D情況下前直管段長度至少爲5D。
2.2.2雙彎頭的實驗數據
圖4爲雙彎頭流量-儀表系數曲線。
上遊彎頭和漸縮管對真人AG网址測量性能的影響
從圖4中可以看出,實驗數據具有以下特征:
a.在雙彎頭的各工況中,前20D儀表系數隨流量的增加變化平緩,前10D和前5D有明顯上升趨勢,前2D有明顯下降趨勢,說明前10D、5D、2D的線性度較前20D的差。
b.對雙彎頭來說,前10D的平均儀表系數相對誤差已達到-0.7%,前5D和前2D的誤差值均大于-0.7%。與單彎頭(後5D)相比,前10D到前2D的平均儀表系數相對誤差值大于單彎頭(後5D)的平均儀表系數相對誤差值。說明雙彎頭的流場對真人AG网址的測量性能的影響要比單彎頭大,所以雙彎頭時,前直管段長度需滿足至少20D,後直管段長度至少5D,此時阻流件對真人AG网址的測量影響才能忽略。
2.2.3單彎頭+DN150變DN100漸縮管+單彎頭的實驗數據
圖5爲單彎頭+DN150變DN100漸縮管+單彎頭流量-儀表系數曲線。
上遊彎頭和漸縮管對真人AG网址測量性能的影響
從圖5中可以看出,實驗數據具有以下特征:
a.在單彎頭+DN150變DN100漸縮管+單彎頭的各工況中,前20D和前10D的平均儀表系數相對誤差值均在0.5%之內,但前10D的不確定度達到0.23%,同單彎頭(後5D)前2D的分析,認爲前10D滿足安裝要求;前直管段爲5D時,平均儀表系數相對誤差已達到-0.54%。
b.對單彎頭+DN150變DN100漸縮管+單彎頭來說,與單彎頭(後5D)相比,從前10D開始,平均儀表系數相對誤差值大于單彎頭(後5D)的值,而且這種阻流件下的線性度都比單彎頭(後5D)時差。說明單彎頭+DN150變DN100漸縮管+單彎頭的流場對真人AG网址的影響比單彎頭的大,所以單彎頭+DN150變100漸縮管+單彎頭時,前直管段長度需滿足至少10D,後直管段長度至少5D。
c.對單彎頭+DN150變DN100漸縮管+單彎頭來說,與雙彎頭相比,在任意前直管段長度時,前者的平均儀表系數相對誤差值都優于後者,說明在兩個彎頭之間加入漸縮管能夠改善真人AG网址的測量性能。
3、安裝使用建議
表1給出了17組實驗的數據記錄,認爲平均儀表系數相對誤差和線性度均小于0.5%,同時不確定度小于0.17%時,安裝合適,進而給出安裝使用真人AG网址的建議。其中“√”表示安裝的前後直管段合適;“×”表示安裝的前後直管段不合適,上遊阻流件對真人AG网址的影響不能忽略。
上遊彎頭和漸縮管對真人AG网址測量性能的影響
4、結束語
通過實流實驗定量研究了真人AG网址上遊安裝單彎頭、雙彎頭以及單彎頭+DN150變DN100漸縮管+單彎頭3種情況時對其測量性能的影響。共進行了包括基准實驗在內的17組實流實驗,流量範圍爲20~145m3/h。以儀表系數、平均儀表系數相對誤差、線性度和不確定度作爲評價指標,***終分別給出了真人AG网址在3種安裝條件下的前後直管段長度:單彎頭時,後直管段長度爲5D情況下前直管段長度至少爲2D,後直管段長度爲2D情況下前直管段長度至少爲5D;雙彎頭時,前直管段長度需滿足至少爲20D,後直管段長度至少爲5D;單彎頭+DN150變DN100漸縮管+單彎頭時,前直管段長度需滿足至少爲10D,後直管段長度至少爲5D。滿足以上3種情況時阻流件對真人AG网址的測量影響才能忽略。

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