彎管出口流速畸變對智能硫酸流量計的（de）影響
點擊次數：2019 發布時間：2020-08-11 13:06:43
摘要：彎管出口流速（sù）分布的畸（jī）變要影響下遊智（zhì）能硫酸流量計的測量值。電磁流量傳感器的安（ān）裝方式使（shǐ）其電（diàn）*軸與彎管（guǎn）平麵成45°角，可減緩擾流的（de）影響。闡述了（le）采用該方法的實驗過程、試驗數據和結（jié）論。
1、問題的提出
流體流過彎管後（hòu），下遊產生流（liú）速分布畸變，若是兩隻鄰近相接的不同平麵彎管，除流（liú）速分布畸變外還會有漩渦（wō）。這些現象要影響裝在下遊的大部分類型流量儀表（除容積式等少數類型（xíng）外）的測量值，因此通常要求在流量儀表安裝點之前（qián）有（yǒu）一定長度直管段，改（gǎi）善進入儀表的流動狀況。智（zhì）能硫酸（suān）流量計受彎管影響較小，直管長度要求也遠（yuǎn）低於節流（liú）差壓式（shì）、渦街式等其他流量儀表。但（dàn）是當前智能硫酸流量計精度為測量值的0.5%，甚至0.2%~0.4%，即使影響量較小，還是受到人們的關注。
除儀表前直管段可降低彎管影響外，人們還從安裝方式上設法降低影響的（de）方法。文獻曾報（bào）道電磁流量傳感器電*軸（zhóu）線與鄰近彎管平麵（miàn）成45°傾斜安裝可以減少彎（wān）管影響。日本工業標準B7554“解（jiě）說部分”列有電*軸線與彎管平麵垂直、平行、成45°三種安裝（zhuāng）方式（shì），在（zài）不同長度直（zhí）管下的測量誤差範（fàn）圍，也說明（míng）這一效果。
2000年（nián）上海原水公司擬（nǐ）在已建成的某泵站加裝DN2200智能硫酸流（liú）量計，但彎管下（xià）遊安裝位置的前直管長度明（míng）顯不符合規定中5D~10D（D為管徑，下同）的要求，此時，影響測量誤差有多大（dà）呢?
由於受條件限（xiàn）製無法在現（xiàn）場（chǎng）用經典的測量方法（如（rú）流速計流速麵積法）作比對試驗，以估計彎管影響附加誤差值。並且使用方（fāng）必須在訂購之前就（jiù）要知道附加誤差估計值，以決定設計（jì）方案。筆者按相似原理以較（jiào）小口（kǒu）徑智能（néng）硫酸流量（liàng）計在實驗室模擬現場條件（jiàn）作試驗。試驗證明45°安裝可減（jiǎn）小彎管影響.並求得該個案安裝條（tiáo）件下傳統安裝（zhuāng）方式的影（yǐng）響（xiǎng）值（zhí）。
2、彎管下遊流速分布影（yǐng）響（xiǎng）
流體流過（guò）彎管由於離心力作用，靠外（wài）壁產生擴散（sàn）效應，內壁產（chǎn）生收縮效應，由此產生橫向流動的二次流，引起（qǐ）下遊產生速度分布畸變，如圖1所示。圖1中，右邊垂直剖（pōu）麵彎管外緣流（liú）速較快，水平剖麵呈（chéng）雙（shuāng）峰值（zhí）流速分（fèn）布。隨著液流離開彎管距離增加.畸變會趨於緩和。
當前（qián）絕大部分電磁流量傳感（gǎn）器是非均勻磁場分布結構設計。非均勻磁場理論認為包含電*的測量管橫截平麵區域內，各微小液體體（tǐ）積元（yuán）切割磁力線對電*間信號“所起作用”各異，因此不是均勻地（dì）而是按“所起作（zuò）用”非均（jun1）勻地設計各點磁場強度，使在理想條件下流（liú）速分布畸變不會影（yǐng）響流量測量值。然而實際儀表還是受到一些影響（xiǎng）。圖2所示是日本工業標準所附彎管下遊三（sān）種安裝（zhuāng）方式不同直管長度的誤差範圍（wéi）。
3、實驗
實（shí）流（liú）實驗（yàn）是在上海光華·愛而（ér）美特儀器有限（xiàn）公（gōng）司（sī）稱重法水流（liú）量標準裝置上進行。裝置的不確定度為0.011%，試驗儀表是DN100的IFM4080K型，按現場幾何尺寸比例縮小設置管道，如圖3所示夾裝到流量標準（zhǔn）裝置上校（xiào）驗。試驗結果如圖4所示。圖（tú）中“正常安裝（zhuāng）”即按前（qián）置直管段長度大於（yú）等於10D，後置（zhì）直管段長度大於等於5D安裝，其試驗數據即為參比值。智能硫酸流量計滿度流量為150m3/h，實驗流速範圍0.32~5.3m/s，共（gòng）做了5個流量（liàng）點。
4 結論
1）在本試驗（yàn）安裝條（tiáo）件下，流量傳感器電（diàn）*軸（zhóu）在A=90°位置時*大誤差為-1.2%，A=0°位置時為+1.6%，A=45°位置時為0.5%；與正常安裝條件即參比值相比，*大（dà）附加誤差（chà）在A=90°時為-1.2%，A=0°時為+1.65%，A=45°時為+0.65%。
2）實驗證明電*軸線45°安裝比傳統水平（píng）安裝（A=0°）受（shòu）彎管流動擾（rǎo）動影響有很大改善。
3）電磁流量傳感器（qì）在彎管（guǎn）下遊即使有足夠長（5D）的直管段，亦應按（àn）“45°安裝”，作為減小彎（wān）管撓流影響（xiǎng），降低附加誤（wù）差的措施。
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1、問題的提出
流體流過彎管後（hòu），下遊產生流（liú）速分布畸變，若是兩隻鄰近相接的不同平麵彎管，除流（liú）速分布畸變外還會有漩渦（wō）。這些現象要影響裝在下遊的大部分類型流量儀表（除容積式等少數類型（xíng）外）的測量值，因此通常要求在流量儀表安裝點之前（qián）有（yǒu）一定長度直管段，改（gǎi）善進入儀表的流動狀況。智（zhì）能硫酸（suān）流量計受彎管影響較小，直管長度要求也遠（yuǎn）低於節流（liú）差壓式（shì）、渦街式等其他流量儀表。但（dàn）是當前智能硫酸流量計精度為測量值的0.5%，甚至0.2%~0.4%，即使影響量較小，還是受到人們的關注。
除儀表前直管段可降低彎管影響外，人們還從安裝方式上設法降低影響的（de）方法。文獻曾報（bào）道電磁流量傳感器電*軸（zhóu）線與鄰近彎管平麵（miàn）成45°傾斜安裝可以減少彎（wān）管影響。日本工業標準B7554“解（jiě）說部分”列有電*軸線與彎管平麵垂直、平行、成45°三種安裝（zhuāng）方式（shì），在（zài）不同長度直（zhí）管下的測量誤差範（fàn）圍，也說明（míng）這一效果。
2000年（nián）上海原水公司擬（nǐ）在已建成的某泵站加裝DN2200智能硫酸流（liú）量計，但彎管下（xià）遊安裝位置的前直管長度明（míng）顯不符合規定中5D~10D（D為管徑，下同）的要求，此時，影響測量誤差有多大（dà）呢?
由於受條件限（xiàn）製無法在現（xiàn）場（chǎng）用經典的測量方法（如（rú）流速計流速麵積法）作比對試驗，以估計彎管影響附加誤差值。並且使用方（fāng）必須在訂購之前就（jiù）要知道附加誤差估計值，以決定設計（jì）方案。筆者按相似原理以較（jiào）小口（kǒu）徑智能（néng）硫酸流量（liàng）計在實驗室模擬現場條件（jiàn）作試驗。試驗證明45°安裝可減（jiǎn）小彎管影響.並求得該個案安裝條（tiáo）件下傳統安裝（zhuāng）方式的影（yǐng）響（xiǎng）值（zhí）。
2、彎管下遊流速分布影（yǐng）響（xiǎng）
流體流過（guò）彎管由於離心力作用，靠外（wài）壁產生擴散（sàn）效應，內壁產（chǎn）生收縮效應，由此產生橫向流動的二次流，引起（qǐ）下遊產生速度分布畸變，如圖1所示。圖1中，右邊垂直剖（pōu）麵彎管外緣流（liú）速較快，水平剖麵呈（chéng）雙（shuāng）峰值（zhí）流速分（fèn）布。隨著液流離開彎管距離增加.畸變會趨於緩和。
當前（qián）絕大部分電磁流量傳感（gǎn）器是非均勻磁場分布結構設計。非均勻磁場理論認為包含電*的測量管橫截平麵區域內，各微小液體體（tǐ）積元（yuán）切割磁力線對電*間信號“所起作用”各異，因此不是均勻地（dì）而是按“所起作（zuò）用”非均（jun1）勻地設計各點磁場強度，使在理想條件下流（liú）速分布畸變不會影（yǐng）響流量測量值。然而實際儀表還是受到一些影響（xiǎng）。圖2所示是日本工業標準所附彎管下遊三（sān）種安裝（zhuāng）方式不同直管長度的誤差範圍（wéi）。
3、實驗
實（shí）流（liú）實驗（yàn）是在上海光華·愛而（ér）美特儀器有限（xiàn）公（gōng）司（sī）稱重法水流（liú）量標準裝置上進行。裝置的不確定度為0.011%，試驗儀表是DN100的IFM4080K型，按現場幾何尺寸比例縮小設置管道，如圖3所示夾裝到流量標準（zhǔn）裝置上校（xiào）驗。試驗結果如圖4所示。圖（tú）中“正常安裝（zhuāng）”即按前（qián）置直管段長度大於（yú）等於10D，後置（zhì）直管段長度大於等於5D安裝，其試驗數據即為參比值。智能硫酸流量計滿度流量為150m3/h，實驗流速範圍0.32~5.3m/s，共（gòng）做了5個流量（liàng）點。
4 結論
1）在本試驗（yàn）安裝條（tiáo）件下，流量傳感器電（diàn）*軸（zhóu）在A=90°位置時*大誤差為-1.2%，A=0°位置時為+1.6%，A=45°位置時為0.5%；與正常安裝條件即參比值相比，*大（dà）附加誤差（chà）在A=90°時為-1.2%，A=0°時為+1.65%，A=45°時為+0.65%。
2）實驗證明電*軸線45°安裝比傳統水平（píng）安裝（A=0°）受（shòu）彎管流動擾（rǎo）動影響有很大改善。
3）電磁流量傳感器（qì）在彎管（guǎn）下遊即使有足夠長（5D）的直管段，亦應按（àn）“45°安裝”，作為減小彎（wān）管撓流影響（xiǎng），降低附加誤（wù）差的措施。
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