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探讨蒸汽流量计受前置闸阀蝶阀扰流的方法

来源:编辑:颁发时间:2018-10-25 11:06:32

    蒸汽流量计各制造厂技艺资料声称只需0~3D前置直管和0~1D后置直管,然而印度德里工学院闸阀、蝶阀扰流影响的实验说明,限定这样短的直管流出系数变化是相当大的(闸阀在仪表上游5D,阀开度25%,对β为0.77的仪表,流出系数变化5.5%)。三畅仪表在此按照闸阀扰流的实验数据,并作些探讨,提议应制订职业准则等一些创议。

探讨蒸汽流量计受前置闸阀蝶阀扰流的方法

1 引言
    上世纪80年代中期美国McCrometer企业开发蒸汽流量计(V-cone flowmeter),在其样本和使用说明书中对前后置直管长度L请求语焉不详,只称前置L请求为0~3D,(D为仪表名义口径),后置L请求为0~1D,没有按各种扰流件(如弯管、阀等)提议具体请求。然而该企业工作人员在学术会议颁发文章的结论却称:
    ①前置闸阀直接连接等效直径比β为0.75的仪表,75%~100%开度时会带来0.5%测量值的额外误差,β为0.5阀任何开度时流量系数CD变化小于2%;
    ②闸阀相隔5D直管距离接上仪表,β为0.75阀任何开度,CD变化小于2%。对于声称准确度为0.5%测量值的仪表,变化是相当可观的。这一结论与产品使用说明书所述有相当出入。
    近年我国流量仪表制造企业纷纷开发蒸汽流量计,已有数十家之多,2005年多国仪器仪表展览会上就有国内企业9家呈现,到2006年展会已有30家国内企业呈现,可见发扬之迅猛。推向市场的产品使用说明书对前后置直管请求沿用与McCrometer企业相同或相近的提法。诚然,蒸汽流量计由于锥体的整流作用与孔板等节流件相比,可以缩短直管请求;然而在一些宣扬文章和推介会上,大都只谈了优点,很少说明各扰流件使流出系数不容忽视的变化,若要获得较高测量准确度还是要有一定长度的直管。使用说明书上“0~3D上游直管长度”的表述方法的误导,又没有各类扰流件具体请求,使人们产生蒸汽流量计不受流速分布畸变影响的误解。
    印度德里工学院应用力学系学者颁发闸阀开度对蒸汽流量计影响的科研报告,报告结论称前置直管L=5D对流出系数最大变化约为6%,L≥10时才不受影响。这报告既不是代表制造供应方,也不是用户委托方的第三方科研报告,应是比较客观的。下文择要转述,并作些探讨。

2 实验和数据
    实验对象是内径D=52mm的蒸汽流量计,一台锥体最大直径d=40mm,等效直径比β为0.643,另一台d=33mm,β为0.77.实验装置如图1所示,用油、水两种液体,来自离地15m的恒水头高位槽,作蒸汽流量计与上游扰动闸阀V2间相隔3种距离(L为5D,10D,15D)和阀4种开度的扰流实验。


3 探讨
    1 三畅仪表经过多年的实用阅历结论所称受闸阀影响流量系数最大变化约6%,仅指β=0.643,L=5D,阀开度25%时的变化;如在β=0.77,L=5D,阀开度大于25%时系数变化高达8%,L=10D时也约有1.7%。所以这一实验论证了前置闸阀开度>25%时各种开度,请求较高测量准确度时,L=10D尚嫌不足。
    2 有关产品准则
    ①蒸汽流量计尚无国际准则、地区/国家准则或学会/协会队伍准则,对于前后置直管长度请求只见到先行企业如上文所述的说明,而参照颁发论文实验数据,大家感到颇有疑问。现在不清楚国内各企业产品准则对此如何限定,但纵览样本或使用说明书,绝大局部沿用McCrometer企业的提法。因此需要制订蒸汽流量计的职业准则,限定典型扰流件的最短前后置直管长度和其他技艺请求,予以澄清。
    ②准则应限定检验扰流件影响的方法。某些测量原理流量传感器的结构设计敏感于流动情况,就应在产品准则中限定要作典型扰流件的旋转流和流速分布畸变影响的试验方法,例如:
    A:电磁流量传感器的磁场分布设计和液流通道形状(直通进口或渐缩进口)等结构会改善流速分布畸变的敏感度,因此在电磁流量计性能评定方法的国际(国家)准则中限定了闸阀、单弯管、立体双弯管3种扰流件的评定试验。
    B:涡轮流量计的涡轮叶片形状设计(直形或螺旋状)和前后导向架结构设计,对来流旋转度和流速分布的敏感度或抑制程度各异,因此气体涡轮流量计国际准则提示附录中限定了低水平扰流件(立体双弯管渐扩管组合件)和高水平扰流件(立体双弯管半闭板组合件)的扰流试验。
    ③孔板喷嘴等准则节流装置结构设计均已准则化,并做了大量各类扰流件的实验,在国际准则中限定了准则节流装置各类扰流件的直管长度请求,因此制造厂就不一定在企业技艺文件中列出具体请求。蒸汽流量计尚未准则化,各企业结构设计各异,产品使用说明书应列出典型扰流件的直管段长度下限值;还应制订职业准则,限定作若干典型扰流件的扰流试验,以检验制造厂提议直管段长度下限是否正确。
    ④技艺监督部门在发放计量器具许可证前所作的型式试验中,应包括典型扰流件的扰流试验项。
 

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