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脉动流流体有什么流量计可以测量?造成脉动流的原因有哪些?

2018-05-11 11:54:56      点击:

一、脉动流形成的原因:

工业管流中流体的流动一般为非定常流和非充分发展管流,它与流量实验室创造的特定流动条件、稳定的充分发展管流有较大差别,其流动的不稳定性由多种原因造成:

1、原动机,如往复式发动机、压气机、泵、风机等产生的;

2、控制阀门频繁动作产生的;

3、管线振荡,特别是有谐振时引起的;

4、工艺管件,如阀门、弯头、支管等使流体分流,生产漩涡等产生的;

5、流动系统布置引起的;

6、混相流中某些流型引起的;

7、有些流量计如容积式流量统计转子不均匀旋转,涡街流量计产生的涡街以及温度计套管产生的涡街等引起的等。

不稳定流大致可分为两类:一类不稳定流有周期性变化的特征,即通常所指的脉动流;另一类为非周期性的,如流动阶跃变化、湍流及噪声流等。

二、什么流量计可测量脉动流流量?

国家标准化组织(ISO)颁布的ISO5167中规定标准节流装置只适用于测量管道内流动为稳定的,或只随时间缓慢地变化的流体。从理论上说,差压流量计确实不适于脉动流测量,因为其理论依据为定常流的伯努利方程。但是工业实际有时却不得不在脉动流状况下使用,这就产生了一个问题,在什么样的脉动流(波形、幅度、频率)下可以使用差压流量计?会引起多大的测量误差?

早在1975ISO曾组织一个工作组,试图起草关于稳定流定义的文件,但后来没有再进行下去。ISO/TR3313:1998《封闭管道中流体流量测量——对流量测量仪表的流动脉动影响的导则》中阐述了差压流量计使用在脉动流中的定量界限,它称之为稳定流的阈值。它规定当流动超过稳定流阈值时,要按照ISO/TR3313所提的阻尼系统进行阻尼,这是可以按照允许的测量误差计算平均流量,平均流量的附加误差可以估算。

应该指出,在不得已情况下采用差压流量计测量脉动流时,最好采取以下措施:

1、在管线上采取衰减措施,设置滤波器(由容器和管阻组成);

2、仪表检测件(节流装置)尽量远离脉动源;

3、仪表的检测件尽可能装在供给源的输入端,不装在输出端;

4、采用尽量大的β和ΔP,在测量出减少管线尺寸;

5、管线、仪表支架安装牢固;

6、两根差压取压管阻力要对称。

三、脉动流流量计测量的误差源有哪些?

节流式差压流量计测量脉动流流量主要的误差源有以下几点:

1、流量与差压平方根关系产生的误差,简称方根误差;

2、局部加速度产生的误差;

3、声学效应产生的误差;

4、引压管路产生的误差;

四、脉动流流量的平均流量的确定方法:

差压流量计在脉动流中要保证一定的测量误差,必须首先满足以下阻尼准则:

1、气体:气体和蒸汽的脉动流测量可采用由容器和阻力联合构成的阻尼器进行阻尼。常见的有:单容器阻尼系统、分隔阻尼器阻尼系统。

 

2、液体:液体阻尼有浪涌室和空气阻尼器两种方法。

  其次,满足了阻尼条件之外,还特别要注意二次仪表(取压装置和差压计)的使用注意事项。差压变送器传感器部分的容积很小且具有高的固有频率,为高速响应的差压计,它能反映均方根差压的平均值,其方根误差很小,相反,对应低速响应的差压变送器,方根误差为主要的误差源之一。

 

    只有当满足上述条件后,才可按GB/T2624-1993(或ISO5167:2003E)来确定脉动流的平均值,即测量脉动流的流量