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成品油流量計(jì)安裝時(shí)直管段長度與測量精度的關(guān)系
點(diǎn)擊次數(shù)：1658 發(fā)布時(shí)間：2020-11-06 06:03:24
成品油流量計(jì)是吸取了國內(nèi)外流量儀表先進(jìn)技術(shù)經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)，具有結(jié)構(gòu)簡單、輕巧、精度高、復(fù)現(xiàn)性好、反應(yīng)靈敏，安裝維護(hù)使用方便等特點(diǎn)的新一代流量計(jì)，若與具有特殊功能的顯示儀表配套，還可以進(jìn)行A定量控制、超量報(bào)警等，是流量計(jì)量和節(jié)能的理想儀表。 該類渦輪流量產(chǎn)品本身具備現(xiàn)場顯示功能，也可將流量信號以脈沖的形式遠(yuǎn)傳輸出。儀表價(jià)格低廉，集成度高，體積小巧，特別適用于與二次顯示儀、PLC、DCS等計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)配合使用。
對于測量精度和誤差影響我們也沒有實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如果測量參數(shù)用于過程控制，在工藝能夠接受的范圍內(nèi)的誤差都是可以的，如果是用于計(jì)量，如水，天然氣，油等則應(yīng)達(dá)到其標(biāo)稱精度，另外用于計(jì)量的儀表計(jì)量局會(huì)對其進(jìn)行驗(yàn)收，不達(dá)標(biāo)的不會(huì)通過。
如果有條件建議直管段留長一些。
一般孔板的為前10D后5D，也有為前24D后7D的時(shí)候，*好是前直管段30~50D為好
成品油流量計(jì)為前15D后5D
渦街流量計(jì)為前15-20D后5D
對于質(zhì)量流量計(jì)無特殊要求
轉(zhuǎn)子、橢圓齒輪流量計(jì)也無特殊要求
不過一般直管段*好是有，長度盡可能的長。
成品油流量計(jì)是一種速度式流量儀表,由于具有結(jié)構(gòu)緊湊、測量精度高、反應(yīng)速度快、測量范圍廣、價(jià)格低廉和安裝方便等優(yōu)點(diǎn),而得到廣泛應(yīng)用。對于貿(mào)易結(jié)算計(jì)量,流量計(jì)的精確度是至關(guān)重要的。
成品油流量計(jì)在測量過程中對直管段的一般性要求為：流量計(jì)必須水平安裝在管道上（管道傾斜在5以內(nèi)），安裝時(shí)流量計(jì)軸線應(yīng)與管道軸線同心，流向要一致。 流量計(jì)上游管道長度應(yīng)有不小于2D的等徑直管段，如果安裝場所充許建議上游直管段為20D、下游為5D。
影響成品油流量計(jì)精度的主要外部因素是流體的流動(dòng)狀態(tài),成品油流量計(jì)特性曲線要保持良好的線性關(guān)系,流過流量計(jì)的流體應(yīng)為充分發(fā)展的流型。對流量計(jì)的精度和直管段的預(yù)測,為不同精度要求的成品油流量計(jì)選擇適當(dāng)長度的直管段提供了理論參考。
影響成品油流量計(jì)精度的主要外部因素是流體的流動(dòng)狀態(tài),成品油流量計(jì)特性曲線要保持良好的線性關(guān)系,流過流量計(jì)的流體應(yīng)為充分發(fā)展的流型。
1.旋轉(zhuǎn)系數(shù)與下游直管段長度之間的關(guān)系旋轉(zhuǎn)流的旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度用旋轉(zhuǎn)系數(shù)來表示,旋轉(zhuǎn)系數(shù)定義為角動(dòng)量通量與軸向動(dòng)量通量的比值:
式中: w———周向速度;
u———軸向速度;
R———管道半徑;
A———流體流過的橫截面積;
ρ———密度。
對于圓管內(nèi)的旋轉(zhuǎn)流,在r= 0.95R處的旋轉(zhuǎn)
角度*大,即:
采用多項(xiàng)迭代的方法,可編程計(jì)算出在某個(gè)X值時(shí)(X為圓管直徑D的倍數(shù))滿足一定精度的Sw值:
常數(shù)b和c與流體性質(zhì)、雷諾數(shù)和流量有關(guān),需要通過實(shí)驗(yàn)確定。對于不可壓縮流體, b= 0.030～ 0.085, c= 0.10～ 0.50。一般來說,流量越大,旋轉(zhuǎn)流的衰減越大,由式(3)可以看出,旋轉(zhuǎn)流發(fā)生后的直管段越長,旋轉(zhuǎn)流的強(qiáng)度越弱,對成品油流量計(jì)精度的影響越小。
2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果分析
為了在實(shí)驗(yàn)過程中能得到理想的旋轉(zhuǎn)流體,實(shí)驗(yàn)中采用了模擬多種強(qiáng)度旋轉(zhuǎn)流的發(fā)生器,旋轉(zhuǎn)流發(fā)生器安裝在流量計(jì)上游來流的起始點(diǎn)處。實(shí)驗(yàn)采用稱量法,記錄電子稱上的質(zhì)量脈沖數(shù)
N,N乘以質(zhì)量脈沖常數(shù)(0.08333),即得到質(zhì)量值(kg),同時(shí)記錄時(shí)間和渦輪變送器的脈沖數(shù),在每個(gè)流量點(diǎn)重復(fù)做三次,記錄三組數(shù)據(jù),共選擇5個(gè)流量點(diǎn)來覆蓋成品油流量計(jì)的測量量程。流量Q= 0.08333N/t,儀表系數(shù)為:
儀表系數(shù)K與旋轉(zhuǎn)數(shù)Sw成線性關(guān)系,儀表精度為:
其中α、d均為待定系數(shù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得多組脈沖數(shù)和流量數(shù)據(jù),可計(jì)算出儀表精度δ值。按δ- X方程及δ和X數(shù)據(jù)進(jìn)行*小二乘法回歸,可確定α和d的數(shù)值。一般來說,對不可壓縮流體,α= 1.15～ 2.20, d= 0.016～ 0.11。
3.直管段長度和成品油流量計(jì)精度的初步預(yù)測在工程設(shè)計(jì)中,根據(jù)流體性質(zhì)、流量和雷諾數(shù)確定α和d值。這樣,按照式(5)就可以依不同的流量計(jì)精度要求,對直管段長度進(jìn)行初步預(yù)測,或確定直管段長度后,對流量計(jì)的精度做初步預(yù)測。當(dāng)δ= 0.2%時(shí),不同流量下所需直管段長度見表1。
當(dāng)X= 30時(shí),不同流量下儀表精度見表2
對流量計(jì)的精度和直管段的預(yù)測,為不同精度要求的成品油流量計(jì)選擇適當(dāng)長度的直管段提供了理論參考。
4.結(jié)語
(1)旋轉(zhuǎn)數(shù)Sw與X成指數(shù)關(guān)系,即隨著下游距離X的增加,旋轉(zhuǎn)流強(qiáng)度以指數(shù)方式衰減。指數(shù)系數(shù)c和α值與介質(zhì)的性質(zhì),雷諾數(shù)等參數(shù)有關(guān)。
(2)對于任一旋轉(zhuǎn)流源,隨著下游距離X的增加,在大流量區(qū)旋轉(zhuǎn)流強(qiáng)度衰減速度快,而在小流量區(qū),旋轉(zhuǎn)流強(qiáng)度衰減速度要慢一些,因此,對小流量的流量計(jì)管道設(shè)計(jì)中需要加長直管段,以減少旋轉(zhuǎn)流對流量計(jì)精度的影響。
(3)不論旋轉(zhuǎn)流的方向如何,流量計(jì)越靠近旋轉(zhuǎn)流源,流量計(jì)的精度δ越差,流量計(jì)精度可以按式(5)進(jìn)行初步預(yù)測。
對于測量精度和誤差影響我們也沒有實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如果測量參數(shù)用于過程控制，在工藝能夠接受的范圍內(nèi)的誤差都是可以的，如果是用于計(jì)量，如水，天然氣，油等則應(yīng)達(dá)到其標(biāo)稱精度，另外用于計(jì)量的儀表計(jì)量局會(huì)對其進(jìn)行驗(yàn)收，不達(dá)標(biāo)的不會(huì)通過。
如果有條件建議直管段留長一些。
一般孔板的為前10D后5D，也有為前24D后7D的時(shí)候，*好是前直管段30~50D為好
成品油流量計(jì)為前15D后5D
渦街流量計(jì)為前15-20D后5D
對于質(zhì)量流量計(jì)無特殊要求
轉(zhuǎn)子、橢圓齒輪流量計(jì)也無特殊要求
不過一般直管段*好是有，長度盡可能的長。
成品油流量計(jì)是一種速度式流量儀表,由于具有結(jié)構(gòu)緊湊、測量精度高、反應(yīng)速度快、測量范圍廣、價(jià)格低廉和安裝方便等優(yōu)點(diǎn),而得到廣泛應(yīng)用。對于貿(mào)易結(jié)算計(jì)量,流量計(jì)的精確度是至關(guān)重要的。
成品油流量計(jì)在測量過程中對直管段的一般性要求為：流量計(jì)必須水平安裝在管道上（管道傾斜在5以內(nèi)），安裝時(shí)流量計(jì)軸線應(yīng)與管道軸線同心，流向要一致。 流量計(jì)上游管道長度應(yīng)有不小于2D的等徑直管段，如果安裝場所充許建議上游直管段為20D、下游為5D。
影響成品油流量計(jì)精度的主要外部因素是流體的流動(dòng)狀態(tài),成品油流量計(jì)特性曲線要保持良好的線性關(guān)系,流過流量計(jì)的流體應(yīng)為充分發(fā)展的流型。對流量計(jì)的精度和直管段的預(yù)測,為不同精度要求的成品油流量計(jì)選擇適當(dāng)長度的直管段提供了理論參考。
影響成品油流量計(jì)精度的主要外部因素是流體的流動(dòng)狀態(tài),成品油流量計(jì)特性曲線要保持良好的線性關(guān)系,流過流量計(jì)的流體應(yīng)為充分發(fā)展的流型。
1.旋轉(zhuǎn)系數(shù)與下游直管段長度之間的關(guān)系旋轉(zhuǎn)流的旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度用旋轉(zhuǎn)系數(shù)來表示,旋轉(zhuǎn)系數(shù)定義為角動(dòng)量通量與軸向動(dòng)量通量的比值:
式中: w———周向速度;
u———軸向速度;
R———管道半徑;
A———流體流過的橫截面積;
ρ———密度。
對于圓管內(nèi)的旋轉(zhuǎn)流,在r= 0.95R處的旋轉(zhuǎn)
角度*大,即:
采用多項(xiàng)迭代的方法,可編程計(jì)算出在某個(gè)X值時(shí)(X為圓管直徑D的倍數(shù))滿足一定精度的Sw值:
常數(shù)b和c與流體性質(zhì)、雷諾數(shù)和流量有關(guān),需要通過實(shí)驗(yàn)確定。對于不可壓縮流體, b= 0.030～ 0.085, c= 0.10～ 0.50。一般來說,流量越大,旋轉(zhuǎn)流的衰減越大,由式(3)可以看出,旋轉(zhuǎn)流發(fā)生后的直管段越長,旋轉(zhuǎn)流的強(qiáng)度越弱,對成品油流量計(jì)精度的影響越小。
2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果分析
為了在實(shí)驗(yàn)過程中能得到理想的旋轉(zhuǎn)流體,實(shí)驗(yàn)中采用了模擬多種強(qiáng)度旋轉(zhuǎn)流的發(fā)生器,旋轉(zhuǎn)流發(fā)生器安裝在流量計(jì)上游來流的起始點(diǎn)處。實(shí)驗(yàn)采用稱量法,記錄電子稱上的質(zhì)量脈沖數(shù)
N,N乘以質(zhì)量脈沖常數(shù)(0.08333),即得到質(zhì)量值(kg),同時(shí)記錄時(shí)間和渦輪變送器的脈沖數(shù),在每個(gè)流量點(diǎn)重復(fù)做三次,記錄三組數(shù)據(jù),共選擇5個(gè)流量點(diǎn)來覆蓋成品油流量計(jì)的測量量程。流量Q= 0.08333N/t,儀表系數(shù)為:
儀表系數(shù)K與旋轉(zhuǎn)數(shù)Sw成線性關(guān)系,儀表精度為:
其中α、d均為待定系數(shù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得多組脈沖數(shù)和流量數(shù)據(jù),可計(jì)算出儀表精度δ值。按δ- X方程及δ和X數(shù)據(jù)進(jìn)行*小二乘法回歸,可確定α和d的數(shù)值。一般來說,對不可壓縮流體,α= 1.15～ 2.20, d= 0.016～ 0.11。
3.直管段長度和成品油流量計(jì)精度的初步預(yù)測在工程設(shè)計(jì)中,根據(jù)流體性質(zhì)、流量和雷諾數(shù)確定α和d值。這樣,按照式(5)就可以依不同的流量計(jì)精度要求,對直管段長度進(jìn)行初步預(yù)測,或確定直管段長度后,對流量計(jì)的精度做初步預(yù)測。當(dāng)δ= 0.2%時(shí),不同流量下所需直管段長度見表1。
當(dāng)X= 30時(shí),不同流量下儀表精度見表2
對流量計(jì)的精度和直管段的預(yù)測,為不同精度要求的成品油流量計(jì)選擇適當(dāng)長度的直管段提供了理論參考。
4.結(jié)語
(1)旋轉(zhuǎn)數(shù)Sw與X成指數(shù)關(guān)系,即隨著下游距離X的增加,旋轉(zhuǎn)流強(qiáng)度以指數(shù)方式衰減。指數(shù)系數(shù)c和α值與介質(zhì)的性質(zhì),雷諾數(shù)等參數(shù)有關(guān)。
(2)對于任一旋轉(zhuǎn)流源,隨著下游距離X的增加,在大流量區(qū)旋轉(zhuǎn)流強(qiáng)度衰減速度快,而在小流量區(qū),旋轉(zhuǎn)流強(qiáng)度衰減速度要慢一些,因此,對小流量的流量計(jì)管道設(shè)計(jì)中需要加長直管段,以減少旋轉(zhuǎn)流對流量計(jì)精度的影響。
(3)不論旋轉(zhuǎn)流的方向如何,流量計(jì)越靠近旋轉(zhuǎn)流源,流量計(jì)的精度δ越差,流量計(jì)精度可以按式(5)進(jìn)行初步預(yù)測。