本文在一個合理的渦輪流量計理論模型基礎(chǔ)上分解了流量系數(shù)的組成部分,指出了渦輪流量計小流量區(qū)非線性是由主動力矩與阻力矩相互作用的結(jié)果建立了渦輪流量計的設(shè)計準(zhǔn)則。
引言：渦輪流量計因其結(jié)構(gòu)簡單、線性好、精度高等特點而得以廣泛應(yīng)用。實際渦輪流量計在使用過程中受其結(jié)構(gòu)參數(shù)及被測流體特性的影響,輸人輸出關(guān)系即特性曲線并非是理想直線,如圖所示:
小流量區(qū)普遍存在著“駝峰”狀非線性區(qū),使渦輪流量計在小流量區(qū)測量誤差較大。研究表明:渦輪流量計特性的影響因素很多,主要有被測流體介質(zhì)粘性,渦輪流量計結(jié)構(gòu)參數(shù)及來流速度分布等。對于來流速度分布的影響,實際應(yīng)用中可控制流量計在安裝管道中的位置(前后保持一定距離的直流管道等措施),使來流速度分布相對均勻,因而木文引用理論計算與實際測量結(jié)果吻合較好的理論模型著重就流體介質(zhì)粘性與流量計結(jié)構(gòu)參數(shù)的綜合影響進(jìn)行探討。
一、理論模型概述：
根據(jù)動量矩守衡定律,穩(wěn)定工況下主動力矩與各阻力矩相平衡,如圖所示:
向雷諾數(shù):一平;踢二分別為輪毅端面阻力矩、葉片頂端阻力矩、輪毅表面阻力矩,計算結(jié)果表明這三項阻力矩很小,故本文只考慮軸承阻力矩。
二、量系數(shù)分解與設(shè)計準(zhǔn)則的確定：
理想條件下忽略邊界層厚度及各阻力矩的作用,流動出口角即是葉片安裝角,即處二湯,當(dāng)轉(zhuǎn)子處于平衡狀態(tài)時幾
矩相互作用的結(jié)果,在中、大流量區(qū)由于B較大,△乃、幾作用相對較弱,即流量系數(shù)基本為常數(shù),因而流量計線性較好。在小流量區(qū),△幾、幾作用相對顯著,如設(shè)計結(jié)構(gòu)參數(shù)使△幾、幾(在小流量區(qū)),可使流量計在整個測量區(qū)有較好線性,即:
的同時計算,值結(jié)果表明當(dāng),,取值4一6之間,小流情區(qū)線性較好,如圖所示:
此可將m值作為一個設(shè)計準(zhǔn)則來考慮
三、結(jié)論：由流體粘度和主要結(jié)構(gòu)參數(shù)組成的準(zhǔn)則數(shù)陰體現(xiàn)了小流量區(qū)主動力矩與阻力矩的綜合作用關(guān)系,刀,>6說明主動力矩過剩;,”<4說明阻力矩相對過剩,,,,在4一6之間主動力矩與阻力矩作用相互抵消,此時渦輪流量計有最大的線性范圍。對于軸承阻力不是主要阻力來源的情況可用類似方法獲得設(shè)計準(zhǔn)則數(shù),為渦輪流量計的設(shè)計提供。
