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技術(shù)文章

氣體渦輪流量計的物理模型與性能指標

閱讀:5發(fā)布時間:2026-9-24

1.流量計的物理模型
  以氣體渦輪流量計為研究對象,流量計的結(jié)構(gòu)主要由前整流器、前導(dǎo)流體、葉輪、表芯支座、后導(dǎo)流體以及殼體等組成,其物理模型如圖1所示。流量計的前整流器采用葉柵結(jié)構(gòu),葉柵數(shù)為16;前導(dǎo)流體由第二級16片葉柵(與前整流器葉柵呈11.5°夾角)和80mm長的圓柱結(jié)構(gòu)組成;表芯支座用于固定葉輪,葉輪的葉片數(shù)為12,螺旋角為45°;后導(dǎo)流體置于葉輪之后,用于穩(wěn)定出口處的氣流。
 
 
  氣體渦輪流量計的工作原理為:被測氣體從管道流入流量計,首先經(jīng)過前整流器和前導(dǎo)流體進行整流,之后氣流推動葉輪使之產(chǎn)生周期性旋轉(zhuǎn),葉輪轉(zhuǎn)速與被測流體的平均流速成正比。葉輪旋轉(zhuǎn)后帶動磁電轉(zhuǎn)換器,使其磁阻值發(fā)生變化,在感應(yīng)線圈中產(chǎn)生周期性變化的感應(yīng)電勢,該信號經(jīng)放大器放大后送至儀表盤顯示。
2.流量計的性能指標
  根據(jù)氣體渦輪流量計檢定規(guī)章《JJG1037-2008》壓力損失、儀表系數(shù)、線性度誤差等是衡量氣體渦輪流量計計量性能的重要指標。
①壓力損失
  壓力損失△P表征流體通過流量計的能量損失,降低壓力損失能夠減少流量計在使用過程的能耗氣體通過流量計的壓力損失計算公式為:
 
式中:α為壓力損失系數(shù);ρ為氣流密度,單位為kg/m3u為氣流流速,單位為m/s。
②儀表系數(shù)
  儀表系數(shù)K是表征流量計測量準確度和量程比的關(guān)鍵性能指標。各流量點的儀表系數(shù)Ki與待測氣流體積流量Qi及流量計輸出脈沖頻率ƒ的關(guān)系式為:
 
按計量檢定規(guī)章,儀表系數(shù)K可以由式(3)進行計算:
 
  式中:(K)max和(Ki)min分別表示流量計在分界流量maxmin點q,到流量點qmax范圍內(nèi)各個流量檢定點得到Ki的值和最小值,單位為(m3)-1。K越接近恒定,表示流量計的測量穩(wěn)定性越高,進行流量轉(zhuǎn)換時的精度也越高。
③示值誤差E
  為了定量表征儀表系數(shù)的穩(wěn)定性,引入示值誤差。根據(jù)計量檢定規(guī)章,示值誤差E可以由式(4)進行計算:
 
  在量程范圍內(nèi)示值誤差越小,表明流量計的儀表系數(shù)越穩(wěn)定,線性度也就越好。

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