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            氣體渦輪流量計的擾動試驗有助于進一步驗證產品性能

            作者: 來源: 發布時間:2018-03-17 13:05:54


            1 引言
                國內氣體渦輪流量計起步較晚,而歐洲生產渦輪流量計的歷史悠久,技術成熟,產品性能穩定,在國際上的很多領域都得到了燃氣用戶的廣泛認可。歐洲生產的氣體渦輪流量計主要采用的設計標準為prEN12261,此標準也是國際上應用zui廣泛的標準之一。按照此標準要求,應對產品進行擾動試驗。該試驗有助于進一步驗證產品性能,使設計人員能更好地了解產品,積累經驗,更好地指導實踐。
                2 試驗簡介
                在大氣壓力條件下,借助于標準表法氣體流量標準裝置(以下簡稱標準裝置),對于三暢儀表公司生產的系列渦輪流量計,選擇DN50、DN100兩種口徑的流量計做擾動試驗,即分別測試流量計低、高水平的無擾動與擾動條件下的指示誤差,并進行比對、分析。
                3 擾動類型
                3.1 低水平擾動:由于管路元件引起的擾動,如彎管、T形管、漸縮管和漸擴管截面。
                3.2 高水平擾動:由整流器和節流裝置引起的擾動。
                4 試驗裝置
                4.1 裝置結構
                參見prEN12261歐洲標準,設計了低、高水平的擾動試驗裝置,具體結構參如圖1所示。

            1.jpg


                4.1.1 低水平擾動試驗裝置
                如圖1(a)、(b)所示,低水平擾動試驗裝置沿氣體流向依次包括入口直管段、前直角彎管、后直角彎管漸縮管、表前直管段,并且兩個直角彎管不在同一個平面,各法蘭之間密封連接。
                4.1.2 高水平擾動試驗裝置
                高水平擾動試驗裝置與低水平擾動試驗裝置總體管路結構相同,不同的是,高水平擾動試驗裝置在低水平擾動試驗裝置結構中的兩個直角彎管之間加了半圓形開口結構的墊片,即使該處的流通面積為該處管路橫截面積的一半,開口位于(沿氣體流動方向)第1個彎管的外側半徑處,如圖1(b)、(c)所示。
                4.2 裝置尺寸
                按照prEN12261歐洲標準的要求,確定了裝置中各個部件的尺寸,如表1所示。

            2.jpg


                5 試驗及數據分析
                5.1 試驗方法
                5.1.1 無擾動誤差測試
                用標準裝置測試流量計在0.25Qmax、0.4Qmax、0.7Qmax、Qmax、流量點的指示誤差,記錄數據。
                5.1.2 低水平擾動試驗誤差
                在與5.1.1相同的測試條件下,分別將DN50、DN100流量計的低水平擾動試驗裝置按圖1位置關系連接于對應口徑流量計的入口端,再與標準裝置連接好,保證各連接處密封無泄漏的前提下,分別測試表前直管長度尺寸C(參見圖1)不同(2倍、3倍公稱直徑)時,5.1.1所述各流量點的示值誤差(%),記錄數據。
                5.1.3 高水平擾動試驗誤差
                在與5.1.1、5.1.2相同的測試條件下,在圖1所示裝置的件2與件3之間按圖示位置關系安裝半圓形開口的剛性墊片,分別測試表前直管長度尺寸C不同時,5.1.1所述流量點的示值誤差(%),記錄數據。
             
                5.2 試驗結果
                將5.1.1、5.1.2、5.1.3各次試驗匯總,結果如表2、表3所示。

            3.jpg


                為便于分析試驗結果,將表2數據繪制成曲線,如圖2所示。

            4.jpg


                5.3 結論
                根據5.2的結果可以總結出如下結論:
                (1)低水平擾動使流量計曲線向負方向移動;高水平擾動使流量計曲線向正方向移動;
                (2)隨著流量計表前直管段的加長,流量計高、低水平擾動的曲線基本上是逐漸接近無擾動的曲線;
                (3)流量計前直管段越長,表前管道橫截面內的流速越均勻,因此,越接近無擾動的曲線形狀。
             
                6 結束語
                擾動試驗可以驗證氣體渦輪流量計抗干擾性能的好壞,在給定安裝條件下,擾動和非擾動條件下誤差相差越大,表的抗干擾性能就越差,壽命就會越短。 按照prEN12261的要求,在0.25Qmax~Qmax間,擾動和非擾動條件下的誤差變化應小于基本誤差限的1/3。三暢儀表生產的氣體渦輪流量計在試驗流量范圍內的誤差限為±1%,當入口直管段長2DN(DN公稱直徑)時,擾動試驗前后的誤差變化即符合規定的要求。因此,該類流量計在安裝使用時,無論管道內流體的流動類型如何,只要入口直管段的長度達到2DN就可以了。
                如果流量計擾動和非擾動條件下誤差變化大于基本誤差限的1/3,應通過試驗確定合適的安裝方式,如增加表前入口直管的長度或使用流量整流器,直到誤差變化量達到要求為止。制造商同時記錄滿足該要求的管路配置和/或元件,并根據用戶管道實際情況指導用戶正確安裝使用,以達到延長使用壽命的目的。

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