1引言
渦輪流量(liàng)計
所謂脈動流(liu)是指流體在測(cè)量區域的流速(su)是時間的函🙇♀️數(shu)(但🈚在一個足夠(gòu)長的時間段内(nei)有一個恒定的(de)平均值，脈動流(liu)的存在👈會導緻(zhì)
流量計
出現計(ji)量誤差(甚至不(bú)能正常工作，如(ru)何校正或減少(shao)💋脈🍓動對☁️流量測(cè)量特性的影響(xiǎng)(是流量測量中(zhong)比♈較重要的課(kè)題。 |
2、脈動對渦輪(lún)流量計流量測(ce)量的影響
2.1誤差(chà)方程及其計算(suan)
應用機翼理論(lùn)來分析作用在(zài)渦輪轉子上的(de)驅動力矩和💯阻(zu)力矩(可得到其(qi)運動方程：
式中(zhong) ，J爲葉片轉動慣(guan)量θ爲葉片與軸(zhou)線之間的夾角(jiao)🔆r爲渦輪葉片的(de)平均半徑，A爲管(guan)道流道面積，ρ爲(wei)流體♈密度，ω爲渦(wō)輪的旋轉，角速(sù)度Q爲通過管道(dào)的流量。
若把脈(mo)動流表示爲
，經(jīng)分析整理，可得(de)出渦輪旋轉加(jia)速度與脈動流(liú)各參數的關系(xi)：
其中(zhong)，c爲穩态時的ω值(zhí)。此時其顯示誤(wu)差可用下式表(biao)示：E=ω/C--1
對特定的渦(wo)輪流量計和不(bú)同的脈動流,可(ke)編程計算出(2)式(shì)在脈動周期内(nei)各離散點所對(dui)應的ω(t)，據此可計(ji)算出渦輪流量(liang)計顯示誤差E，并(bìng)畫出相應曲線(xian)。
2.2結果與分析
經(jing)過計算分析，發(fa)現導緻渦輪流(liu)量計産生誤差(chà)的🥵主要因素是(shi)脈動流的振幅(fu)和頻率，通過對(duì)多幅圖㊙️形的比(bǐ)較，發現有如下(xià)規律：
- 從曲線分(fèn)布的象限來看(kàn)，脈動流導緻渦(wō)輪流量計出現(xiàn)一🔞個正誤差。當(dāng)流體存在脈動(dong)時，在加速流體(ti)中，葉⚽片的轉動(dòng)慣量能引起轉(zhuǎn)子速度變慢，落(luò)後于定常流時(shi)的轉♌速；在減速(su)流體中，葉片的(de)轉動慣量🔴能導(dǎo)緻轉子速度加(jia)快，超過定常流(liu)時的轉速。由于(yu)加速時的影響(xiang)比減速時⛹🏻♀️的影(yǐng)響小得多，因此(cǐ)：脈動🙇♀️流存在時(shi)流量計顯示的(de)平均🐉流速遠大(dà)于平均流量，出(chu)現正💃誤差(此誤(wu)差有時最大可(ke)達50%。
-
當脈動頻率(lǜ)fpx小于渦輪轉子(zǐ)的角頻率ω時，流(liú)量計類似輸入(rù)脈沖，測量結果(guo)接近真值，脈動(dong)流所引起的誤(wu)差很小。當脈動(dong)頻率fp大于渦輪(lún)轉子的角頻率(lü)ω時，響應失真，會(hui)引起較大誤差(cha)，且随着頻率的(de)增大，誤差随着(zhe)增大，最終趨于(yu)穩定（如圖1，圖2）
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當(dāng)脈動頻率大于(yu)渦輪轉子的角(jiǎo)加速度時,頻率(lü)脈動振幅☔的變(bian)🔴化能引起渦輪(lún)流量計的測量(liàng)誤差産✨生大的(de)改變,此誤差随(sui)着脈動振幅的(de)增大而升高,最(zuì)大可達
50%,但最終(zhōng)趨于穩定（如圖(tú)3,圖4，a爲脈動振幅(fú)與穩态振幅之(zhī)比）。
結論
從以上(shang)分析計算可知(zhi)，脈動流使渦輪(lun)流量計産生🤞一(yi)👣個🤟正的系統誤(wù)差，該誤差受脈(mò)動頻率和振幅(fú)的💞影響。當脈♉動(dòng)頻率小于角加(jia)速度時，其誤差(cha)可認爲爲零；當(dāng)脈動振❄️幅小于(yú)某一振🚶幅值時(shí)♍，其誤差亦可認(ren)爲不影響渦輪(lun)流量計的精度(du)。脈動流對渦輪(lún)流量計測量精(jing)确度的影響㊙️存(cun)在極限值。