在實(shí)際使用過程中,由于渦輪轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、介質(zhì)來流旋渦、介質(zhì)來流壓力波動(dòng)、流量計(jì)及管道的振動(dòng)、介質(zhì)來流污染度、介質(zhì)來流溫度變化等影響,會(huì)造成渦輪流量計(jì)準(zhǔn)確度測量誤差。
1.漩渦流對渦輪流量計(jì)測量準(zhǔn)確度的影響
當(dāng)燃油繞過障礙物如閥門、油濾、流量計(jì)時(shí)都會(huì)產(chǎn)生漩渦流動(dòng)。為保持渦輪流量計(jì)儀表系數(shù)K為定值，流過渦輪流量計(jì)的來流速度應(yīng)保持不變、減小來流速度畸變,以消除漩渦流的影響。為使流經(jīng)渦輪流量計(jì)的介質(zhì)來流速度畸變盡可能的小，在渦輪流量計(jì)上下游均設(shè)置一定長度的直管段,使介質(zhì)來流發(fā)展成為層流或水力光滑管的流型。
根據(jù)渦輪流量計(jì)上游直管段長度變化時(shí)儀表系數(shù)的變化情況研究,可知渦輪流量計(jì)上游直管段越長，旋渦流動(dòng)對儀表常數(shù)影響就越小，在旋轉(zhuǎn)來流中的特性研究,正旋轉(zhuǎn)來流會(huì)使儀表常數(shù)偏大,而負(fù)旋轉(zhuǎn)則會(huì)使儀表常數(shù)偏小。如圖3所示。隨著上游直管段長度的增加,漩渦流動(dòng)的旋轉(zhuǎn)流強(qiáng)度會(huì)隨之衰減;渦輪流量計(jì)越靠近漩渦流動(dòng)的源頭，渦輪流量計(jì)的精度就越差。因此,在安裝渦輪流量計(jì)時(shí),在流量計(jì).上游和下游分別設(shè)置一定長度的直管段可以顯著削弱漩渦流動(dòng)，提高渦輪流量計(jì)的測量精度。
2.脈動(dòng)流對渦輪流量計(jì)測量準(zhǔn)確度的影響
脈動(dòng)流指流體在測量區(qū)域的流速是時(shí)間的函數(shù),但在一個(gè)足夠長的時(shí)間段內(nèi)有一個(gè)相對穩(wěn)定的平均值。脈動(dòng)流-般由齒輪泵、離心泵、壓力調(diào)節(jié)閥、電液伺服閥、電磁閥等的作動(dòng)產(chǎn)生。脈動(dòng)流產(chǎn)生的來源有多種，可來源于往復(fù)旋轉(zhuǎn)的機(jī)械部件,如燃油增壓泵;可來源于管道或支架振動(dòng),如系統(tǒng)共振或支架顫振;可來源于壓力調(diào)節(jié)閥或流量控制閥的快速的壓力或流量調(diào)節(jié);也可來源于流體管道閥門、節(jié)流噴嘴的周期性作動(dòng);還可來源于系統(tǒng)節(jié)流孔板、彎頭等幾何特征而引起的流體振動(dòng)和湍流。如圖4燃油出口閥門作動(dòng)引起的脈動(dòng)流。
流量計(jì)來流存在脈動(dòng)流，會(huì)導(dǎo)致流量計(jì)測量誤差增大,甚至輸出頻率不穩(wěn)定。對特定的渦輪流量計(jì)和不同的脈動(dòng)流,可通過渦輪葉片旋轉(zhuǎn)角加速度與脈動(dòng)流各參數(shù)的關(guān)系計(jì)算出在脈動(dòng)周期內(nèi)各離散點(diǎn)所對應(yīng)的渦輪葉片的旋轉(zhuǎn)角加速度并生成脈動(dòng)頻率曲線。
進(jìn)口脈動(dòng)流會(huì)導(dǎo)致渦輪流量計(jì)測量結(jié)果產(chǎn)生偏差，計(jì)算表明該偏差為正偏差,即測量值比真值偏大。脈動(dòng)流的頻率和振幅是渦輪流量計(jì)產(chǎn)生測量偏差的主要影響因素。當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)子葉片的角頻率與渦輪流量計(jì)進(jìn)0脈動(dòng)流的脈動(dòng)頻率相等時(shí),渦輪流量計(jì)的響應(yīng)曲線與輸入脈動(dòng)曲線相似,其測量結(jié)果接近真實(shí)值;當(dāng)渦輪流量計(jì)轉(zhuǎn)子葉片角頻率大于進(jìn)0脈動(dòng)流的脈動(dòng)頻率時(shí),進(jìn)0脈動(dòng)流引起的測量偏差相對較小，渦輪流量計(jì)測量偏差隨進(jìn)0脈動(dòng)流的脈動(dòng)振幅增大而減小;當(dāng)渦輪流量計(jì)轉(zhuǎn)子葉片角頻率小于進(jìn)口脈動(dòng)流的脈動(dòng)頻率時(shí),進(jìn)0脈動(dòng)流引起的測量偏差相對較大,渦輪流量計(jì)測量偏差隨進(jìn)口脈動(dòng)流的振動(dòng)振幅增大而增大。當(dāng)流體介質(zhì)中混入游離空氣，會(huì)進(jìn)一步增大脈動(dòng)流的脈動(dòng)振幅。
3.黏度對渦輪流量計(jì)測量準(zhǔn)確度的影響
被測流體黏度變化會(huì)影響渦輪流量計(jì)的儀表系數(shù)。被測流體黏度會(huì)隨流體溫度的變化而變化,其雷諾數(shù)會(huì)相應(yīng)變化,單位流體經(jīng)過渦輪流量計(jì)時(shí)流阻會(huì)相應(yīng)改變,進(jìn)而改變轉(zhuǎn)子葉片的輸出頻率,造成渦輪流量計(jì)儀表系數(shù)的變化(當(dāng)粘度升高時(shí)，渦輪流量計(jì)的測量準(zhǔn)確度會(huì)略有下降)。(RP-3在20℃時(shí)的粘度不小于1.25mm2/s)。在被測流體的溫度變化區(qū)間大時(shí),應(yīng)考慮溫度變化對渦輪流量計(jì)測量結(jié)果的影響,并進(jìn)行溫度修正。
4.燃油污染度對渦輪流量計(jì)測量準(zhǔn)確度的影響
渦輪流量計(jì)為高精度計(jì)量儀表,轉(zhuǎn)子葉片和流量計(jì)內(nèi)表面的表面粗糙度等級(jí)高。渦輪是高速機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件，轉(zhuǎn)子葉片與殼體間隙很小。燃油中的顆粒雜質(zhì)會(huì)造成軸承磨損及轉(zhuǎn)子卡滯,若雜質(zhì)顆粒吸附在轉(zhuǎn)子葉片表面，會(huì)增大轉(zhuǎn)子葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。燃油中的游離水分子會(huì)造成流量計(jì)內(nèi)部銹蝕,降低轉(zhuǎn)子葉片和流量計(jì)內(nèi)表面的表面粗糙度等級(jí)。增大轉(zhuǎn)子葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量以及低轉(zhuǎn)子葉片和流量計(jì)內(nèi)表面的表面粗糙度等級(jí)，會(huì)增大流量計(jì)的響應(yīng)失真程度。
5.電磁干擾對渦輪流量計(jì)測量準(zhǔn)確度的影響
電磁干擾通常由強(qiáng)電流或強(qiáng)電磁設(shè)備引起,發(fā)生源通常有馬達(dá)、電機(jī)、交流電源等強(qiáng)電設(shè)備以及電力線纜、線圈、發(fā)射器等電磁輻射裝置,常以電流場或磁場的形式出現(xiàn)。強(qiáng)電流或電磁會(huì)對永久電磁鐵附近的磁場產(chǎn)生擾動(dòng)或疊加，使感應(yīng)線圈對渦輪轉(zhuǎn)子的感應(yīng)信號(hào)發(fā)生畸變,進(jìn)而引起渦輪流量計(jì)輸出的頻率、電壓或電流傳輸信號(hào)發(fā)生畸變,造成燃油流量顯示波動(dòng)。 |
