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彎（wān）管出口流速畸變對稀硝酸流量計的影響
點擊次數：1831 發布時間：2020-08-12 09:38:06
摘（zhāi）要：彎管出口流（liú）速（sù）分布的畸變要影響下遊稀硝酸流（liú）量計（jì）的測量值。電磁流量傳（chuán）感器的安（ān）裝方式使其電*軸與彎管（guǎn）平麵成45°角，可減緩擾（rǎo）流的影響。闡述了（le）采用該方法的實驗過程、試驗數據和結論。
1、問題的提出
流體流過彎管後，下遊產生流速分布畸變，若是兩隻鄰近相接的不（bú）同平麵彎管，除流速（sù）分布畸變外還（hái）會有漩（xuán）渦。這些現象要影響裝在下遊的大部（bù）分類型流（liú）量儀表（除容積式等（děng）少數類型外）的測量值，因此通常要求（qiú）在流量儀表安裝點之前有一（yī）定長度直管段，改善進入儀表的（de）流動狀況。稀硝（xiāo）酸流量計受彎管影響較小（xiǎo），直管長度要求（qiú）也（yě）遠低於節流差壓式、渦街式（shì）等其他流量儀表。但是當前稀硝酸流量計精（jīng）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（men）的關注。
除儀表（biǎo）前直管段可降低彎管影響外，人們還從安裝方式（shì）上設法降低影響的方法。文獻曾報道（dào）電磁流量（liàng）傳感器電*軸線與鄰近彎管平麵（miàn）成45°傾斜安裝可以減少彎（wān）管影響。日本工業（yè）標準（zhǔn）B7554“解說部分”列有電*軸線與彎管平（píng）麵垂直、平行、成45°三種安裝方式，在不同長度直管下（xià）的測量誤差範圍，也說明這一效果。
2000年上海原水公司（sī）擬在已建成的某泵站加裝DN2200稀硝酸流量計，但彎管下遊安裝位置的前直管長度明顯不符合規定中5D~10D（D為管徑，下同）的要求，此時，影響測量誤（wù）差有多大呢?
由（yóu）於受條件限製（zhì）無法在現場用經典的測量方法（如流速計（jì）流速麵積法）作（zuò）比對試驗，以估計彎管影響附加誤差值。並且使（shǐ）用方必須在訂購之（zhī）前就要知道附加誤差估計值，以決定設（shè）計方案。筆者按相似原理（lǐ）以較（jiào）小口徑稀硝酸流量計在實驗室模擬現場條件作（zuò）試驗。試驗證明45°安裝可減小（xiǎo）彎（wān）管影響.並求得該個案安裝條件下傳統安裝方式的影響值。
2、彎管下遊流速分布影響
流體流過彎管由於離（lí）心力作用，靠（kào）外壁產（chǎn）生擴散效應，內壁產生收縮效應，由此產生（shēng）橫向流動的（de）二（èr）次流，引起（qǐ）下遊產生速度分布畸變，如圖（tú）1所示。圖1中，右邊垂（chuí）直剖麵彎（wān）管外緣流速較快，水平剖麵呈雙峰值流速分布。隨著液流離開彎管距離增加.畸變（biàn）會趨於緩和（hé）。
當前絕大部分（fèn）電磁流量傳感器是非均勻（yún）磁場分布結構設計。非均勻磁場理論認為包含電*的測量管（guǎn）橫截平麵區域內，各微小液體體積（jī）元切割磁力線對電*間信號“所起作用”各異，因此不是均勻地而是按“所起作用”非均勻地設計各點磁場強度，使在理想條件下流速（sù）分布畸（jī）變不會影響流量測量（liàng）值。然而實際儀表還是受（shòu）到一些影響（xiǎng）。圖2所（suǒ）示是日本工業標準所附（fù）彎管下遊三種安裝方式不同直（zhí）管長度的誤差（chà）範（fàn）圍。
3、實驗
實（shí）流實驗是在上海光華·愛而美特（tè）儀器有限公司稱重法水流量標準裝置上進行。裝置的不確定度為0.011%，試驗儀表（biǎo）是DN100的IFM4080K型，按現場幾（jǐ）何尺寸比例縮小設置管道，如圖3所示夾裝到流量標（biāo）準裝置（zhì）上校驗。試驗結果如（rú）圖4所示。圖中“正常安裝”即按前（qián）置直管段（duàn）長度大於等於10D，後置直管段（duàn）長度大於等於5D安裝，其試驗（yàn）數據（jù）即為參比值。稀硝酸流量計滿度（dù）流量為150m3/h，實驗流速（sù）範圍0.32~5.3m/s，共做了（le）5個流（liú）量點。
4 結論
1）在（zài）本試驗安裝條件下（xià），流量傳感（gǎn）器電*軸在A=90°位置時*大誤差為-1.2%，A=0°位置時為（wéi）+1.6%，A=45°位置時為0.5%；與正常（cháng）安裝條件即參比值相比，*大附加誤差在A=90°時為-1.2%，A=0°時為+1.65%，A=45°時為+0.65%。
2）實驗證（zhèng）明電（diàn）*軸線45°安（ān）裝比傳統水平安裝（A=0°）受彎管流動擾動影響有很（hěn）大改（gǎi）善。
3）電磁流量傳感器在彎管下遊即使有足夠長（5D）的直管段，亦（yì）應按（àn）“45°安裝”，作為減小彎管撓流影響，降低附加（jiā）誤差的措施。
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1、問題的提出
流體流過彎管後，下遊產生流速分布畸變，若是兩隻鄰近相接的不（bú）同平麵彎管，除流速（sù）分布畸變外還（hái）會有漩（xuán）渦。這些現象要影響裝在下遊的大部（bù）分類型流（liú）量儀表（除容積式等（děng）少數類型外）的測量值，因此通常要求（qiú）在流量儀表安裝點之前有一（yī）定長度直管段，改善進入儀表的（de）流動狀況。稀硝（xiāo）酸流量計受彎管影響較小（xiǎo），直管長度要求（qiú）也（yě）遠低於節流差壓式、渦街式（shì）等其他流量儀表。但是當前稀硝酸流量計精（jīng）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（men）的關注。
除儀表（biǎo）前直管段可降低彎管影響外，人們還從安裝方式（shì）上設法降低影響的方法。文獻曾報道（dào）電磁流量（liàng）傳感器電*軸線與鄰近彎管平麵（miàn）成45°傾斜安裝可以減少彎（wān）管影響。日本工業（yè）標準（zhǔn）B7554“解說部分”列有電*軸線與彎管平（píng）麵垂直、平行、成45°三種安裝方式，在不同長度直管下（xià）的測量誤差範圍，也說明這一效果。
2000年上海原水公司（sī）擬在已建成的某泵站加裝DN2200稀硝酸流量計，但彎管下遊安裝位置的前直管長度明顯不符合規定中5D~10D（D為管徑，下同）的要求，此時，影響測量誤（wù）差有多大呢?
由（yóu）於受條件限製（zhì）無法在現場用經典的測量方法（如流速計（jì）流速麵積法）作（zuò）比對試驗，以估計彎管影響附加誤差值。並且使（shǐ）用方必須在訂購之（zhī）前就要知道附加誤差估計值，以決定設（shè）計方案。筆者按相似原理（lǐ）以較（jiào）小口徑稀硝酸流量計在實驗室模擬現場條件作（zuò）試驗。試驗證明45°安裝可減小（xiǎo）彎（wān）管影響.並求得該個案安裝條件下傳統安裝方式的影響值。
2、彎管下遊流速分布影響
流體流過彎管由於離（lí）心力作用，靠（kào）外壁產（chǎn）生擴散效應，內壁產生收縮效應，由此產生（shēng）橫向流動的（de）二（èr）次流，引起（qǐ）下遊產生速度分布畸變，如圖（tú）1所示。圖1中，右邊垂（chuí）直剖麵彎（wān）管外緣流速較快，水平剖麵呈雙峰值流速分布。隨著液流離開彎管距離增加.畸變（biàn）會趨於緩和（hé）。
當前絕大部分（fèn）電磁流量傳感器是非均勻（yún）磁場分布結構設計。非均勻磁場理論認為包含電*的測量管（guǎn）橫截平麵區域內，各微小液體體積（jī）元切割磁力線對電*間信號“所起作用”各異，因此不是均勻地而是按“所起作用”非均勻地設計各點磁場強度，使在理想條件下流速（sù）分布畸（jī）變不會影響流量測量（liàng）值。然而實際儀表還是受（shòu）到一些影響（xiǎng）。圖2所（suǒ）示是日本工業標準所附（fù）彎管下遊三種安裝方式不同直（zhí）管長度的誤差（chà）範（fàn）圍。
3、實驗
實（shí）流實驗是在上海光華·愛而美特（tè）儀器有限公司稱重法水流量標準裝置上進行。裝置的不確定度為0.011%，試驗儀表（biǎo）是DN100的IFM4080K型，按現場幾（jǐ）何尺寸比例縮小設置管道，如圖3所示夾裝到流量標（biāo）準裝置（zhì）上校驗。試驗結果如（rú）圖4所示。圖中“正常安裝”即按前（qián）置直管段（duàn）長度大於等於10D，後置直管段（duàn）長度大於等於5D安裝，其試驗（yàn）數據（jù）即為參比值。稀硝酸流量計滿度（dù）流量為150m3/h，實驗流速（sù）範圍0.32~5.3m/s，共做了（le）5個流（liú）量點。
4 結論
1）在（zài）本試驗安裝條件下（xià），流量傳感（gǎn）器電*軸在A=90°位置時*大誤差為-1.2%，A=0°位置時為（wéi）+1.6%，A=45°位置時為0.5%；與正常（cháng）安裝條件即參比值相比，*大附加誤差在A=90°時為-1.2%，A=0°時為+1.65%，A=45°時為+0.65%。
2）實驗證（zhèng）明電（diàn）*軸線45°安（ān）裝比傳統水平安裝（A=0°）受彎管流動擾動影響有很（hěn）大改（gǎi）善。
3）電磁流量傳感器在彎管下遊即使有足夠長（5D）的直管段，亦（yì）應按（àn）“45°安裝”，作為減小彎管撓流影響，降低附加（jiā）誤差的措施。
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