彎管出口流（liú）速畸變對化工生活汙水流量計的影響
點（diǎn）擊次數：2463 發布時（shí）間：2021-08-17 07:18:33
摘要：彎管出口（kǒu）流速分布的畸變要影響下遊化工生（shēng）活汙水流量計的測（cè）量（liàng）值。電磁流量傳感器的安裝（zhuāng）方式使其電*軸與（yǔ）彎管平麵成45°角，可減緩擾流的影響。闡述了采用該方法的實（shí）驗過程、試驗數據和結論（lùn）。
1、問題的提（tí）出
流體流（liú）過（guò）彎管後，下遊產（chǎn）生流速（sù）分布畸變，若是兩隻鄰近相接的不同平麵（miàn）彎管，除流速分布畸變外還會有漩渦。這（zhè）些現象要影響（xiǎng）裝在下遊的大（dà）部分類（lèi）型流量儀表（除容積式等少數類型外）的測量值，因此通常要求在（zài）流量儀表安裝點之前有一定長（zhǎng）度直管段，改善進入儀（yí）表的流動狀況。化工生活汙水流量計受彎管影響較小，直（zhí）管（guǎn）長度要（yào）求也遠低於節流差壓式、渦（wō）街式等其他流量儀表（biǎo）。但是當前（qián）化（huà）工生活（huó）汙水流量計精度為測量（liàng）值的（de）0.5%，甚至0.2%~0.4%，即使影響（xiǎng）量較小，還是受到人們的關注。
除儀表前直管（guǎn）段可降低彎（wān）管（guǎn）影響外，人們還（hái）從安裝方式上設法（fǎ）降低影響（xiǎng）的方法。文獻曾報道電磁流（liú）量傳感器電*軸線（xiàn）與鄰近彎管平麵（miàn）成45°傾斜安裝可以減少彎管影響（xiǎng）。日本工業標準B7554“解（jiě）說部分”列有電*軸（zhóu）線與彎管平麵垂直、平行、成45°三種（zhǒng）安裝方式，在不同長（zhǎng）度直管下的測量（liàng）誤差範（fàn）圍，也說明這一（yī）效果。
2000年上海原水公司擬在已（yǐ）建成的某泵站加裝DN2200化工（gōng）生活汙水流量計，但（dàn）彎（wān）管下遊安裝位置的前直管長度明（míng）顯不符合規定中5D~10D（D為管（guǎn）徑，下同）的要求，此時，影（yǐng）響測量誤差（chà）有多大呢?
由（yóu）於受條件限製無法在現場用經典的測量（liàng）方法（如流速計流速麵積法）作（zuò）比對試驗，以估（gū）計（jì）彎管影響附加誤差值（zhí）。並且使用方必須在訂（dìng）購之前就要知道附加誤差估計值，以決定設計方案（àn）。筆者按相似原理（lǐ）以較（jiào）小（xiǎo）口徑化工生活汙水流量計在實（shí）驗室模擬現場條件作（zuò）試（shì）驗。試驗證明45°安裝（zhuāng）可減小彎管影響.並求得該個案安裝條件下傳統安裝方式的（de）影響（xiǎng）值。
2、彎管下遊流速分布影響
流體流過彎管由於離心力作用，靠外壁產生擴（kuò）散效應（yīng），內壁產生收縮效應，由此產生橫向流動的（de）二次流，引（yǐn）起下遊（yóu）產生速度分布畸變，如圖1所示。圖1中（zhōng），右邊垂直剖麵彎管外緣流速較快，水平剖麵呈雙峰值流速分布。隨著液流離開彎管距離增加.畸變會趨於緩和。
當前絕大部分電磁流（liú）量（liàng）傳感器是非均勻（yún）磁場分（fèn）布結構（gòu）設計。非均勻磁場理論（lùn）認為包（bāo）含電*的測量管橫截平麵區域內，各微小液體體積元切割磁力（lì）線對電*間信號“所起作用”各異，因此不是均勻地而是按“所（suǒ）起作用”非均勻地設計（jì）各點（diǎn）磁場強度，使在（zài）理想條件下流速分布畸變不會影響流量測量值。然而實際儀表還是受到一些影響（xiǎng）。圖2所示是日本工業標準所（suǒ）附彎管下遊三種安裝方式不同直管（guǎn）長度（dù）的誤差範圍。
3、實驗（yàn）
實流實驗（yàn）是（shì）在上海光華·愛而美特儀器有限公司稱重法水流量標準裝置上進行。裝置（zhì）的（de）不確定度為0.011%，試驗儀表是DN100的IFM4080K型，按現場幾何尺寸比例縮（suō）小設置管道，如圖3所示夾裝到流量標準裝置上校驗。試驗結果（guǒ）如（rú）圖4所示。圖中“正常安裝”即按前置直管段長度大於等於10D，後置直管段長（zhǎng）度大於等於5D安裝，其試驗數據即（jí）為參比值。化工生活（huó）汙（wū）水流（liú）量計滿度流量為150m3/h，實驗流速範圍0.32~5.3m/s，共（gòng）做了5個（gè）流量點。
4 結論（lùn）
1）在本試驗（yàn）安裝條件下，流量傳感器電*軸（zhóu）在A=90°位置時*大誤差為-1.2%，A=0°位置時為+1.6%，A=45°位置時為0.5%；與正常安裝條（tiáo）件即參比值相比，*大附加誤差在A=90°時為-1.2%，A=0°時為+1.65%，A=45°時為（wéi）+0.65%。
2）實驗證明電*軸線45°安裝比傳統水平安裝（A=0°）受彎管（guǎn）流動擾動影響有很大改善。
3）電磁流量傳感器在彎管（guǎn）下遊即使有足夠長（5D）的直管段，亦應（yīng）按“45°安裝”，作為減小彎管撓流影響，降低附加誤（wù）差的措（cuò）施。
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1、問題的提（tí）出
流體流（liú）過（guò）彎管後，下遊產（chǎn）生流速（sù）分布畸變，若是兩隻鄰近相接的不同平麵（miàn）彎管，除流速分布畸變外還會有漩渦。這（zhè）些現象要影響（xiǎng）裝在下遊的大（dà）部分類（lèi）型流量儀表（除容積式等少數類型外）的測量值，因此通常要求在（zài）流量儀表安裝點之前有一定長（zhǎng）度直管段，改善進入儀（yí）表的流動狀況。化工生活汙水流量計受彎管影響較小，直（zhí）管（guǎn）長度要（yào）求也遠低於節流差壓式、渦（wō）街式等其他流量儀表（biǎo）。但是當前（qián）化（huà）工生活（huó）汙水流量計精度為測量（liàng）值的（de）0.5%，甚至0.2%~0.4%，即使影響（xiǎng）量較小，還是受到人們的關注。
除儀表前直管（guǎn）段可降低彎（wān）管（guǎn）影響外，人們還（hái）從安裝方式上設法（fǎ）降低影響（xiǎng）的方法。文獻曾報道電磁流（liú）量傳感器電*軸線（xiàn）與鄰近彎管平麵（miàn）成45°傾斜安裝可以減少彎管影響（xiǎng）。日本工業標準B7554“解（jiě）說部分”列有電*軸（zhóu）線與彎管平麵垂直、平行、成45°三種（zhǒng）安裝方式，在不同長（zhǎng）度直管下的測量（liàng）誤差範（fàn）圍，也說明這一（yī）效果。
2000年上海原水公司擬在已（yǐ）建成的某泵站加裝DN2200化工（gōng）生活汙水流量計，但（dàn）彎（wān）管下遊安裝位置的前直管長度明（míng）顯不符合規定中5D~10D（D為管（guǎn）徑，下同）的要求，此時，影（yǐng）響測量誤差（chà）有多大呢?
由（yóu）於受條件限製無法在現場用經典的測量（liàng）方法（如流速計流速麵積法）作（zuò）比對試驗，以估（gū）計（jì）彎管影響附加誤差值（zhí）。並且使用方必須在訂（dìng）購之前就要知道附加誤差估計值，以決定設計方案（àn）。筆者按相似原理（lǐ）以較（jiào）小（xiǎo）口徑化工生活汙水流量計在實（shí）驗室模擬現場條件作（zuò）試（shì）驗。試驗證明45°安裝（zhuāng）可減小彎管影響.並求得該個案安裝條件下傳統安裝方式的（de）影響（xiǎng）值。
2、彎管下遊流速分布影響
流體流過彎管由於離心力作用，靠外壁產生擴（kuò）散效應（yīng），內壁產生收縮效應，由此產生橫向流動的（de）二次流，引（yǐn）起下遊（yóu）產生速度分布畸變，如圖1所示。圖1中（zhōng），右邊垂直剖麵彎管外緣流速較快，水平剖麵呈雙峰值流速分布。隨著液流離開彎管距離增加.畸變會趨於緩和。
當前絕大部分電磁流（liú）量（liàng）傳感器是非均勻（yún）磁場分（fèn）布結構（gòu）設計。非均勻磁場理論（lùn）認為包（bāo）含電*的測量管橫截平麵區域內，各微小液體體積元切割磁力（lì）線對電*間信號“所起作用”各異，因此不是均勻地而是按“所（suǒ）起作用”非均勻地設計（jì）各點（diǎn）磁場強度，使在（zài）理想條件下流速分布畸變不會影響流量測量值。然而實際儀表還是受到一些影響（xiǎng）。圖2所示是日本工業標準所（suǒ）附彎管下遊三種安裝方式不同直管（guǎn）長度（dù）的誤差範圍。
3、實驗（yàn）
實流實驗（yàn）是（shì）在上海光華·愛而美特儀器有限公司稱重法水流量標準裝置上進行。裝置（zhì）的（de）不確定度為0.011%，試驗儀表是DN100的IFM4080K型，按現場幾何尺寸比例縮（suō）小設置管道，如圖3所示夾裝到流量標準裝置上校驗。試驗結果（guǒ）如（rú）圖4所示。圖中“正常安裝”即按前置直管段長度大於等於10D，後置直管段長（zhǎng）度大於等於5D安裝，其試驗數據即（jí）為參比值。化工生活（huó）汙（wū）水流（liú）量計滿度流量為150m3/h，實驗流速範圍0.32~5.3m/s，共（gòng）做了5個（gè）流量點。
4 結論（lùn）
1）在本試驗（yàn）安裝條件下，流量傳感器電*軸（zhóu）在A=90°位置時*大誤差為-1.2%，A=0°位置時為+1.6%，A=45°位置時為0.5%；與正常安裝條（tiáo）件即參比值相比，*大附加誤差在A=90°時為-1.2%，A=0°時為+1.65%，A=45°時為（wéi）+0.65%。
2）實驗證明電*軸線45°安裝比傳統水平安裝（A=0°）受彎管（guǎn）流動擾動影響有很大改善。
3）電磁流量傳感器在彎管（guǎn）下遊即使有足夠長（5D）的直管段，亦應（yīng）按“45°安裝”，作為減小彎管撓流影響，降低附加誤（wù）差的措（cuò）施。
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