橢圓齒輪流量計(jì)及容積式流量計(jì)產(chǎn)生誤差分析
容積式流量計(jì)在流量?jī)x表中是精度最高的一類流量測(cè)量?jī)x表,其基本原理是利用機(jī)械測(cè)量元件把流體連續(xù)不斷地分割成單個(gè)已知的體積部分,根據(jù)測(cè)量室不斷地重復(fù)充滿和排放該體積部分流體的次數(shù)來(lái)測(cè)量流體體積總量。容積式流量計(jì)的流量范圍與被測(cè)介質(zhì)的種類(主要決定于流體粘度)、使用特點(diǎn)(連續(xù)工作還是間歇工作)、測(cè)量準(zhǔn)確度等因素有關(guān)。在工業(yè)流量測(cè)量領(lǐng)域,容積式流量計(jì)與 差壓式流量計(jì)、浮子流量計(jì)并列為三類使用量最大的流量計(jì),常應(yīng)用于昂貴介質(zhì)(油品、天然氣等)的總量測(cè)量。容積式流量計(jì)有橢圓齒輪流量計(jì),雙轉(zhuǎn)子流量計(jì)、腰輪流量計(jì)、刮板流量計(jì)、活塞式流量計(jì)等類型,同一容積式流量計(jì),對(duì)于介質(zhì)種類,用于較高粘度的流體時(shí),其流量范圍較大(主要是下限流量可以擴(kuò)展到較低的量值);對(duì)于使用特點(diǎn),用于間歇測(cè)量時(shí),其流量范圍較大(主要是上限流量可以比連續(xù)工作時(shí)大);對(duì)于測(cè)量準(zhǔn)確度,用于低準(zhǔn)確度測(cè)量時(shí),其流量范圍較大,而用于高準(zhǔn)確度測(cè)量時(shí),流量范圍較小。從流量計(jì)特性曲線上也可以清楚地看到這一點(diǎn)。
為了保持儀表良好的性能和較長(zhǎng)的使用壽命,使用時(shí)最大流量最好應(yīng)選在儀表最大流量的70%-80%。
由于一般的容積式流量計(jì)體積龐大,在大流量時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大噪聲,所以一般適合中小流量測(cè)量。結(jié)合容積式流量計(jì)的性能,在需要測(cè)量大流量時(shí),可采用45度組合腰輪結(jié)構(gòu)的流量計(jì);在需要低噪聲工作的場(chǎng)合,可選用雙轉(zhuǎn)子流量計(jì)。
橢圓齒輪流量計(jì)容積式流量計(jì)是目前測(cè)量準(zhǔn)確度最高的流量計(jì)之一。廠家在產(chǎn)品樣本上給出的測(cè)量準(zhǔn)確里是指在實(shí)驗(yàn)室參比條件下得到的基本誤差,而在實(shí)際使用中,由于現(xiàn)場(chǎng)條件的偏離,必然會(huì)帶來(lái)附加誤差,實(shí)際誤差應(yīng)該是基本誤差和附加誤差的合成。所以儀表選型時(shí)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)可能出現(xiàn)的問(wèn)題采取措施。
現(xiàn)場(chǎng)條件對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確度影響較大的主要有被測(cè)介質(zhì)粘度的影響和溫度的影響。
流體粘度對(duì)流量計(jì)誤差特性的影響是對(duì)于流量的誤差影響較大的因素之一,當(dāng)實(shí)際使用的流體粘度與實(shí)驗(yàn)室檢定時(shí)的流體粘度有較大差異時(shí),應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的粘度修正。如果除流體粘度外,其他參數(shù)沒(méi)有明顯的變化,則可以用進(jìn)行粘度修正。關(guān)于以上所說(shuō)的流量計(jì)的誤差特點(diǎn),與別的類型的流量計(jì)相比較有哪些明顯的不同,用戶在安裝與使用橢圓齒輪流量計(jì)此類的容積式流量計(jì)過(guò)程中需要注意以下幾點(diǎn):
①定排量
容積式流量計(jì)的定排量是保證容積式流量計(jì)精度的重要因素.因此檢測(cè)定排量元件的大小和物性是影響因素。
a.溫度。隨著溫度上升,定排量元件材料的體膨脹使容積增大.例如,鋁材料制成的流量計(jì),其溫度的影響比其他材料制成的流量計(jì)的影響要大.典型地,每增加1O℃F溫度,誤差增加0.02%。
b.磨損。隨著使用時(shí)間的增加,磨損使定排量增大。但通常這種磨損較慢且可預(yù)測(cè)。
c.黏度。液體的黏度會(huì)在檢側(cè)元件表面形成一層薄膜,隨著薄膜厚度的增加,定排量將減小,直到薄膜厚度不再增加(由于部件的摩擦)。
d.涂層和沉淀。與黏度造成檢測(cè)元件表面形成薄膜的原理類似,涂層和沉淀也使檢測(cè)元件的定排量減小。對(duì)于工況溫度接近熔點(diǎn)溫度的一些含石蠟油的原油,其厚度變化會(huì)很大。
②間隙造成泄漏量
容積式流量計(jì)中,移動(dòng)部件和靜止部件之間有間隙,這被稱為毛細(xì)管密封。不同的流體差壓造成流體從定排量檢測(cè)元件中流失是造成誤差的重要因素。
a.流率。隨著流體差壓的增加,流率增加,因此,漂移也隨之增加,如圖2-79曲線1所示。此外,隨著差壓增加,部件內(nèi)摩擦和驅(qū)動(dòng)部件轉(zhuǎn)矩增大,如圖2-79曲線2所示。因此,存在最好流率,使漂移最小。
b.黏度.當(dāng)液體黏度增加時(shí),間隙內(nèi)不容易流過(guò)流體,如圖2-80所示,可用下式確定層流時(shí)的泄漏量△q:
式中,K是儀表系數(shù),根據(jù)工程單位的不同,其值改變;Xc是間晾寬度;Lc是間隙長(zhǎng)度;△p是間隙兩側(cè)的差壓;μ是液體的絕對(duì)黏度
上式表明,隨流體黏度增加,流阻增加,差壓隨之增加,造成瀚液量增加。此外,黏度增大,使流體不易流過(guò)間隙,因此,漏液量減小。前者以正比方式增大,后者以反比方式減小。
c.摩擦。機(jī)械部件的摩擦增加,會(huì)消耗更多流體的壓頭來(lái)克服摩擦.通常,如果50%最大流量時(shí)的漂移量大于100%最大流量時(shí)的漂移量,則表示機(jī)械內(nèi)部的摩擦已經(jīng)太大,應(yīng)對(duì)有關(guān)部件更換。
d.磨損。機(jī)械部件磨損造成漂移量增加,間隙的微小增加會(huì)造成測(cè)量誤差的成倍增加。
例如,0.004in磨損造成的測(cè)量誤差是0.002in磨損造成測(cè)量誤差的8倍。
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