電磁流量計接管偏心和接口臺肩的性能影響
在人們印象中電磁流量計受迎流流速分布廓形影響較小,從而對前置直管長度等安裝要求相對較低。這是由于上世紀50~60年代電磁流量計發(fā)展初期,較小口徑流量傳感器測量管長度較長,本身就已起到將畸變流動狀態(tài)調(diào)整為充分發(fā)展,因此初期也就不提前置直管段長度的要求,且初期儀表精確度較低,基本誤差普遍為±(1.5~2.5)%Fs(滿度值),即使有流動畸變影響亦僅為基本誤差的幾分之一,問題并不凸顯。
隨著電磁污水流量計的發(fā)展,口徑從中小發(fā)展到1m以上國內(nèi)生產(chǎn)已有達到3m,同時流量傳感器的設(shè)計優(yōu)化,日趨輕巧小型化。使當前電磁流量傳感器與管道連接面間長度僅為口徑(D)的1.25-2.5倍,精確度普遍提高,基本誤差為±0.5%R(測量值),于是人們感到要規(guī)定設(shè)置前直管段長度的需要。國際標準化組織1991年頒布IS09104《封閉管道液體流量測量—液體電磁流量計的性能評定方法》中規(guī)定:作流量校準時連接流量計管道內(nèi)徑不得小于流量傳感器內(nèi)徑,不得大于傳感器內(nèi)徑的3%;安裝在傳感器電極軸中心離任何上游擾動至少10D后和下游擾動5D前的直管段中,在使用安裝時各儀表制造廠也普遍規(guī)定與上游擾動件相距≥5D的要求。
近年用標準表法實流校準流量儀表盛行,而很多水流量校準裝置用高精確度電磁流量計作標準表,其精確度等級通常為0.5級,也有高達0.2~0.3級者。用作標準表的電磁流量計安裝要求則更為嚴格,不能按一般使用電磁流量計安裝要求對待之。某些儀表制造廠對于0.3級精確度的儀表甚至規(guī)定流量傳感器前后各接裝一段直管,組合一起后校準,若經(jīng)拆卸重裝,必須重新校準。
實驗
實驗對象是口徑50mm的電磁污水流量計,其進口連接有三組管道,內(nèi)徑分別是50mm、55mm和45mm,其中55mm和45mm形成的進口臺肩,已超過ISO9104的規(guī)定,連接管內(nèi)徑分別大于或小于流量傳感器內(nèi)徑10%。流量傳感器測量管接上連接管道,其中心線與管道中心線分別為同心、垂直和水平兩種偏心,偏心3mm(儀表內(nèi)徑的6%)。電磁流量計是在定型儀表加長測量管改裝而成的,在測量管兩端水平與垂直方向各開兩個30mm×3mm窺察窗,以便用激光多普勒測速儀測量流速分布。測量管橡膠襯里進口有半徑7.5mm圓弧過渡。
討論
?。?)偏心對流量測量值的影響
接管水平偏心破壞了測量管內(nèi)流速分布對電極中心線的上下對稱性。若部分遮蓋進口,使下半部分流速相對變緩,上半部分相對變快。若垂直偏心,部分遮蓋右邊進口使右邊流速相對變緩,左邊相對變快。從圖2連接管內(nèi)徑與流量傳感器測量管相同時,偏心與同心相比誤差正向變化,水平偏心時變化為+(0.1~0.15)%,垂直偏心時誤差變化較大,為+(0.45~0.6)%。
?。?)接口臺肩對流量測量值的影響
進口連接管內(nèi)徑小于流量傳感器測量管內(nèi)徑時,成為突擴管。液體進入測量管形成一股流束,被分界面與其余部分介質(zhì)分開,它分散并旋卷成強烈旋渦,成為旋渦渦流。隨著流向下游旋渦逐漸消失,流束擴展到整個截面。若電極位置在旋渦渦流區(qū)內(nèi),就要影響流量測量值。
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