彎管出口流速畸變對廢（fèi）水流量計的影（yǐng）響
點擊次數：1958 發布時間：2021-09-08 03:04:22
摘要：彎管出口流速分布的畸變要影響下（xià）遊廢水流量計的測量（liàng）值。電磁流量傳感器的安裝方（fāng）式使其電*軸與（yǔ）彎管平麵成45°角，可減緩擾流的影響。闡述（shù）了采用該方法的實驗過程（chéng）、試驗（yàn）數據（jù）和結論。
1、問題的提出
流體流過彎管後，下遊產生流速分（fèn）布畸變，若是兩隻鄰近相接的（de）不同平麵彎（wān）管（guǎn），除流（liú）速（sù）分布畸變（biàn）外還會有（yǒu）漩渦。這些現象要影響裝在下遊的大部分類（lèi）型（xíng）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有一定長度直管段，改善進入儀表的流（liú）動狀況。廢水流量計受彎管影響較小（xiǎo），直管長（zhǎng）度要求也遠低於節流差壓式、渦街式等其他（tā）流量（liàng）儀表。但（dàn）是當前廢水流（liú）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（shì）受到人們的關注。
除（chú）儀表前直管段可降低彎管影響外，人們還（hái）從安（ān）裝方式上設法降低影響的方法。文獻曾報（bào）道電（diàn）磁流量傳感器電（diàn）*軸線與鄰近彎管平麵成45°傾斜安裝可以減少彎管影響。日本工業標（biāo）準B7554“解說部分”列有（yǒu）電*軸（zhóu）線與彎管平麵垂直（zhí）、平行、成45°三種安裝方式，在不同長度直管（guǎn）下的測量誤差（chà）範圍，也說明這一效（xiào）果。
2000年（nián）上海（hǎi）原水公司擬在已建成的某泵站加裝DN2200廢水流量計，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（yǐng）響測量（liàng）誤差有多大呢?
由於受條件（jiàn）限製無法（fǎ）在現場用經典的測量方法（如流速計流速麵積法）作比對試驗，以估計彎管影（yǐng）響附（fù）加誤差值。並且（qiě）使用方必須在訂購之前（qián）就要知道附加誤差估計（jì）值，以決定設計方案。筆者按相似原理以較（jiào）小口徑廢水流量計在實驗室（shì）模擬現場條件作試（shì）驗。試驗證明45°安裝可減小彎管影響.並求得該個案安裝條件下（xià）傳統安裝方式的影響值。
2、彎管下遊流（liú）速（sù）分布影響（xiǎng）
流體流過彎管由於離心力作用，靠外壁產（chǎn）生擴散效（xiào）應，內壁產生收（shōu）縮效應，由此產生橫（héng）向（xiàng）流動的二次流，引起下遊產生速（sù）度分布畸變，如圖（tú）1所（suǒ）示。圖1中（zhōng），右邊垂直剖麵彎管外（wài）緣流速較（jiào）快，水平剖麵呈雙峰值流（liú）速分布（bù）。隨著液流離開（kāi）彎管距離增加.畸變會趨（qū）於緩和。
當前絕大（dà）部分電磁流量傳感器是非均勻磁場分布（bù）結構設計（jì）。非均勻磁場理論認為包含電*的測量（liàng）管（guǎn）橫截平麵區域（yù）內，各微小液體體（tǐ）積元切割磁力線對電*間信號“所起作用”各異，因此不是均勻地而是按“所起作用（yòng）”非均勻地設計各點磁場強度，使在理想條件下流速分（fèn）布畸變不會（huì）影響流量（liàng）測量值。然（rán）而實際儀（yí）表還是受到一些影響。圖2所示是日本工業標準所（suǒ）附彎管下（xià）遊三種安裝方式不同直管（guǎn）長度的（de）誤差範圍。
3、實（shí）驗
實流實驗是在上海光華·愛（ài）而美特儀器有限公司稱重法（fǎ）水流（liú）量標準裝置上進行。裝（zhuāng）置的不確（què）定度為0.011%，試驗儀表是DN100的IFM4080K型，按現場幾何尺寸比（bǐ）例縮小設置管道，如圖（tú）3所示夾裝到流量標準裝置上（shàng）校驗。試驗結果（guǒ）如圖4所示。圖中“正常安裝”即按前置直管段長度大於等於10D，後置直管段長度大於等於5D安裝，其試驗數據即為參比值。廢水流量計滿度流（liú）量為150m3/h，實（shí）驗流速（sù）範圍0.32~5.3m/s，共做了5個流量點。
4 結論
1）在本試驗安裝條件下，流（liú）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+1.6%，A=45°位置時為0.5%；與正常安裝條件即參比值相比，*大附加誤（wù）差在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（tǒng）水平安裝（A=0°）受彎管流動擾動影響有很大改善。
3）電磁流量傳感器在彎管下遊即使有足夠長（5D）的直管段（duàn），亦應按“45°安裝”，作為減小（xiǎo）彎管撓流影（yǐng）響（xiǎng），降低附加誤差的措（cuò）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（fèn）布畸變，若是兩隻鄰近相接的（de）不同平麵彎（wān）管（guǎn），除流（liú）速（sù）分布畸變（biàn）外還會有（yǒu）漩渦。這些現象要影響裝在下遊的大部分類（lèi）型（xíng）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有一定長度直管段，改善進入儀表的流（liú）動狀況。廢水流量計受彎管影響較小（xiǎo），直管長（zhǎng）度要求也遠低於節流差壓式、渦街式等其他（tā）流量（liàng）儀表。但（dàn）是當前廢水流（liú）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（shì）受到人們的關注。
除（chú）儀表前直管段可降低彎管影響外，人們還（hái）從安（ān）裝方式上設法降低影響的方法。文獻曾報（bào）道電（diàn）磁流量傳感器電（diàn）*軸線與鄰近彎管平麵成45°傾斜安裝可以減少彎管影響。日本工業標（biāo）準B7554“解說部分”列有（yǒu）電*軸（zhóu）線與彎管平麵垂直（zhí）、平行、成45°三種安裝方式，在不同長度直管（guǎn）下的測量誤差（chà）範圍，也說明這一效（xiào）果。
2000年（nián）上海（hǎi）原水公司擬在已建成的某泵站加裝DN2200廢水流量計，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（yǐng）響測量（liàng）誤差有多大呢?
由於受條件（jiàn）限製無法（fǎ）在現場用經典的測量方法（如流速計流速麵積法）作比對試驗，以估計彎管影（yǐng）響附（fù）加誤差值。並且（qiě）使用方必須在訂購之前（qián）就要知道附加誤差估計（jì）值，以決定設計方案。筆者按相似原理以較（jiào）小口徑廢水流量計在實驗室（shì）模擬現場條件作試（shì）驗。試驗證明45°安裝可減小彎管影響.並求得該個案安裝條件下（xià）傳統安裝方式的影響值。
2、彎管下遊流（liú）速（sù）分布影響（xiǎng）
流體流過彎管由於離心力作用，靠外壁產（chǎn）生擴散效（xiào）應，內壁產生收（shōu）縮效應，由此產生橫（héng）向（xiàng）流動的二次流，引起下遊產生速（sù）度分布畸變，如圖（tú）1所（suǒ）示。圖1中（zhōng），右邊垂直剖麵彎管外（wài）緣流速較（jiào）快，水平剖麵呈雙峰值流（liú）速分布（bù）。隨著液流離開（kāi）彎管距離增加.畸變會趨（qū）於緩和。
當前絕大（dà）部分電磁流量傳感器是非均勻磁場分布（bù）結構設計（jì）。非均勻磁場理論認為包含電*的測量（liàng）管（guǎn）橫截平麵區域（yù）內，各微小液體體（tǐ）積元切割磁力線對電*間信號“所起作用”各異，因此不是均勻地而是按“所起作用（yòng）”非均勻地設計各點磁場強度，使在理想條件下流速分（fèn）布畸變不會（huì）影響流量（liàng）測量值。然（rán）而實際儀（yí）表還是受到一些影響。圖2所示是日本工業標準所（suǒ）附彎管下（xià）遊三種安裝方式不同直管（guǎn）長度的（de）誤差範圍。
3、實（shí）驗
實流實驗是在上海光華·愛（ài）而美特儀器有限公司稱重法（fǎ）水流（liú）量標準裝置上進行。裝（zhuāng）置的不確（què）定度為0.011%，試驗儀表是DN100的IFM4080K型，按現場幾何尺寸比（bǐ）例縮小設置管道，如圖（tú）3所示夾裝到流量標準裝置上（shàng）校驗。試驗結果（guǒ）如圖4所示。圖中“正常安裝”即按前置直管段長度大於等於10D，後置直管段長度大於等於5D安裝，其試驗數據即為參比值。廢水流量計滿度流（liú）量為150m3/h，實（shí）驗流速（sù）範圍0.32~5.3m/s，共做了5個流量點。
4 結論
1）在本試驗安裝條件下，流（liú）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+1.6%，A=45°位置時為0.5%；與正常安裝條件即參比值相比，*大附加誤（wù）差在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（tǒng）水平安裝（A=0°）受彎管流動擾動影響有很大改善。
3）電磁流量傳感器在彎管下遊即使有足夠長（5D）的直管段（duàn），亦應按“45°安裝”，作為減小（xiǎo）彎管撓流影（yǐng）響（xiǎng），降低附加誤差的措（cuò）施。
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