渦輪流量計 是 速(sù)度式流量計 中的(de)主要種類，當被測(ce)流體流過渦輪流(liu)量計傳感器時✨，在(zài)流體🐅的作用下，葉(ye)輪受力旋轉，其轉(zhuan)速與管🍓道平均流(liu)速成正比，同時，葉(yè)片周期性地切割(ge)電磁鐵産生🙇🏻的磁(ci)力線，改變線圈的(de)磁通量，根據電磁(ci)感應原理，在💚線圈(quan)内将感應出脈㊙️動(dòng)的電勢信号，即電(dian)脈沖信号，此電脈(mo)動信号的頻率與(yǔ)被測流體的流量(liàng)成正比。影響渦輪(lún)流量計精度的主(zhǔ)要外部因素是流(liu)體的流動狀态，渦(wō)輪流量計特🔆性曲(qu)線要保持良好的(de)線性關系，流過流(liú)量計的流體應爲(wei)充分發🧑🏾‍🤝‍🧑🏼展的流型(xing)。
1.旋轉系數與下遊(you)直管段長度之間(jian)的關系
旋轉流的(de)旋轉強度用旋轉(zhuǎn)系數來表示，旋轉(zhuǎn)系數定義爲角動(dong)量通量與軸向動(dòng)量通量的比值：

式(shi)中：ω -- 周向速度；
u -- 軸向(xiang)速度；
R -- 管道半徑；
A -- 流(liu)體流過的橫截面(miàn)積；
ρ -- 密度。
對于圓管(guan)内的旋轉流，在r=0.95R處(chù)的旋轉角度最大(da)，即：

采用多項叠代(dai)的方法，可編程計(jì)算出在某個值時(shí)（X 爲♉圓😄管直徑D的倍(bei)數）滿足一定精度(du)的Sw值：

    常數b和c與流(liu)體性質、雷諾數和(he)流量有關，需要通(tōng)過實驗♻️确定。對于(yu)不可壓縮流體，b=0.030~0.085，c=0.10~0.50。一(yi)般來說，流量越大(dà)，旋轉流的衰減越(yuè)大，由式（3）可以看出(chu)，旋轉流發生後💯的(de)直管🥵段越長，旋轉(zhuan)流的強度越弱，對(dui)渦輪流量計精度(du)的影響越小。
2.實驗(yàn)設計與結果分析(xī)
    爲了在實驗過程(cheng)中能得到理想的(de)旋轉流體，實驗📐中(zhong)采用⛷️了模拟多種(zhǒng)強度旋轉流的發(fā)生器，旋轉流發生(sheng)器安裝在流量計(ji)上遊來流的起始(shǐ)點處。
    實驗采用稱(chēng)量法，記錄電子稱(chēng)上的質量脈沖數(shu)N，N乘以質量❤️脈沖常(chang)數（0.08333），即得到質量值(zhí)（kg），同時記錄時間和(hé)渦輪變送器的脈(mò)沖數，在每個流量(liàng)點重複做三次，記(jì)錄三組數據，共選(xuǎn)擇5個流量點來覆(fu)蓋渦輪流量計的(de)測量量程。流量Q=0.08333N/t，儀(yí)表系數🏃🏻爲：

儀表系(xi)數K與旋轉數Sw成線(xiàn)性關系，儀表精度(du)爲：

其中α、d均爲待定(dìng)系數。
    根據實驗所(suo)得多組脈沖數和(hé)流量數據，可計算(suàn)出儀表精度δ值。按(àn)δ-X方程及δ和X數據進(jin)行最小二乘法回(huí)歸，可确定α和d的㊙️數(shù)值☂️。一般來說，對不(bú)可壓縮流體，α=1.15~2.20，d=0.016~0.11。
3.直管(guan)段長度和流量計(jì)精度的初步預測(ce)
    在工程設計中，根(gēn)據流體性質、流量(liàng)和雷諾數确定α和(hé)d值。這樣🏃🏻‍♂️，按‼️照式（5）就(jiu)可以依不同的流(liu)量計精度要㊙️求，對(duì)直管段長度進行(hang)初☂️步預測，或确定(dìng)直管段長度後，對(dui)流量計的精度做(zuo)初步預測。
當δ=0.2%時，不(bú)同流量下所需直(zhí)管段長度見表1。
表(biǎo)1 不同流量下所需(xū)直管段長度

d	0.0165	0.0385	0.0578	0.0755	0.0801	0.0910	0.106
X	145.05	62.16	41.41	31.70	29.88	26.30	22.58

當X=30時(shi)，不同流量下儀表(biǎo)精度見表2。
表2 不同(tóng)流量下預測的儀(yí)表精度

d	0.0165	0.0385	0.0578	0.0755	0.0801	0.0910	0.106
δ	1.33	0.69	0.39	0.23	0.20	0.14	0.10

對流量計(ji)的精度和直管段(duan)的預測，爲不同精(jīng)度要求的渦輪流(liú)🏒量計選擇适當長(zhǎng)度的直管段提供(gòng)了☀️理論參考。
4.結語(yu)
（1）旋轉數Sw與X成指數(shu)關系，即随着下遊(you)距離X的增加，旋轉(zhuan)🙇🏻流強⛹🏻‍♀️度以指數方(fāng)式衰減。指數系數(shu)c和α值與介質🏃‍♂️的性(xing)質，雷諾數等參💔數(shu)有關。
（2）對于任一旋(xuan)轉流源，随着下遊(yóu)距離的增加，在大(dà)流🌈量區旋轉🚶流👄強(qiáng)度衰減速度快，而(ér)在小流量區，旋轉(zhuǎn)流強度衰減速❗度(dù)要慢一些，因此，對(dui)小流量的流量📞計(jì)管道設計中需要(yào)加長直管段，以減(jian)少旋轉流對🥰流量(liàng)計精度的影響。
（3）不(bú)論旋轉流的方向(xiang)如何， 流量計 越靠(kào)近旋轉流源，流量(liàng)計的精度δ越差，流(liú)量計精度可🔞以⭐按(an)✊式🔴（5）進行初步預測(ce)。

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