應用彎管流量計是學術界*的復現性好、無能耗、長期穩定運行的流量測量方案。在前人研究成果的基礎上,借助現代數控加工技術、高 精度微差壓測量技術、現代計算流體力學技術和現代應用計算機技術構筑的全新的科學研究平臺。
選準彎徑比(R/D)落在某一區間時其流量系數有*的一致性 這一突破口,成功解決了如何使流量系數穩定的難題,zui終實現了彎管流量計的工業化生產。如今,彎管流量計已經在電力、石油、熱電、冶金、天然氣等各個場合 得到廣泛的應用。
1 實驗設計及實驗方法
1.1 流量計設計
彎管流量計的設計包括傳感器、取壓系統和儀表及配套系統幾大部分。在本次實驗中,彎管流量 計的二次儀表采用ZWLY-E型流量積算儀,通過高精度的數模轉換和多字節浮點運算的支持,其測量精度≤0.05%;流量介質為純水;差壓變送器選用 STD924型高精度差壓變送器,測量精度≤0.075%;彎管流量計的核心組件———彎管傳感器選用研制出來的10個機加工彎管傳感器,規格尺寸見 表1(偏差是指與設計值的zui大相對偏差值),表中符號定義如圖1所示。
1.2 實驗系統
實驗在河北理工學院流體機械實驗室水系統上進行,采用稱重法標定,標定誤差≤0.05%。實驗段彎管傳感器上游直管段長度≥50D,下游直管段長度≥20D。實驗系統如圖2所示。
1.3 實驗方法
實驗中對每個彎管傳感器均在0.8~3.5m/s全量程范圍內進行了多個流量點的測量,在每個流量點上均重復測量3次。
首先,將系統投入運行,穩定一段時間,再通過變頻調速器控制主泵,配合(5)、(11)兩閥門,調節至實驗流速,穩定5~10min。對差壓變 送器排氣、調整零點。實驗時,通過主機表控制換向器換向,向稱重水箱注水,同時主機表開始計算實時流量,并記錄相應實驗參數。經一段時間后,換向器再度換 向,水由回水管流入水池,主機表將計算結果和各參數打印輸出。
2 實驗數據處理
實驗在嚴格保證特征幾何參數相似性的前提下,當同一管徑規格的彎管流量計具有不同取壓孔孔徑時進行性能對比實驗,以確定取壓孔孔徑對流量計性能的影響。
實驗后,得到大量實驗數據,考慮溫、壓補償,對數據進行了處理,zui后得到10個彎管流量計的流量系數α和雷諾數Re的散點圖,對其進行多項式擬合,結果如圖3所示。
由表1知,30125#、30127#、30128#具有的取壓孔孔徑為10mm,其它各彎管流量計的取壓孔孔徑均為6mm。
在圖3中可以看到,30125#、30127#、30128#的流量系數變化范圍與其它各流量計比較偏大,為此,通過計算,得到表2。
3 實驗結論
分析所得的數據,可以得到如下結論:
1)對于同一規格的彎管流量計,在嚴格保證了幾何形狀相似(彎管傳感器特征幾何結構參數相同)的前提下,流量系數的變化隨雷諾數的增大而由急轉緩,漸趨于定值;
2)與小取壓孔徑相比較,對于采用大的取壓孔徑的彎管流量計,流量系數隨雷諾數而變化的速度較大;
3)如果采用固定流量系數進行計算,則6mm取壓孔徑可以更容易將流量計的測量精度控制在1.0%以內,而采用10mm取壓孔徑時測量精度將跌至1.5%。
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