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介質脈動流對流量測量有什么影響及脈動流的來源

來源: 作者: 發布日期:2020-06-06

 在工業生產過程中,我們經常需要流量測量計對管道流量進行測量。但是流體有許多變量,這些變量往往會左右測量結果。其中脈動流就是一個很重要的變量。我們應該正確認識脈動流對流量計的影響,才能控制變量,使測量結果更加精確。

 
1、脈動流的產生
 
      脈動流常見于工業管流,它多由旋轉式或往復式壓氣機、鼓風機和泵產生。管道中流體的共振和流量控制設備的周期振蕩,例如控制閥的振蕩,也是脈動的主要起因。流體在以較高的流速流過t型接頭中的直線管段時,常會引發三通中的第三只口內流體脈動。脈動一旦形成就會在流體中傳播,不但可向脈動源的下游傳播,也可向其上游傳播。脈動經一段距離的傳播常因壓縮作用而強度減弱。
 
2、脈動流對流量測量儀表的影響
 
      對于有固定周期的脈動流,可用周期來描述其脈動出現的頻繁程度。一個周期有的可能要數小時,有的可能只需幾秒鐘。周期長、幅值較小的脈動,一般說來各種流量計都能跟蹤這種變化,同時保持它們參比條件下的準確度。
 
      周期短、幅值較大的脈動,對除容積式流量計之外的絕大多數種類流量計都有較顯著影響,出現較大誤差。
 
(1)脈動流對差壓式流量計的影響
 
      在脈動流狀態下,孔板流量計示值誤差的影響來自兩個方面,一是對孔板流量計一次元件所產生的影響,即孔板流量計在測量脈動流時存在的原理上的誤差;二是對孔板流量計的差壓信號傳遞和轉換系統所產生的影響,以及流量計二次儀表中所采用的流量計算方法的影響。除此之外,在脈動流條件下,管道橫截面上流速分布廓形可能不同于相同平均流量的定常流動狀態下的流速分布廓形形狀,也對儀表示值造成一定影響。
 
(2)脈動流對旋渦流量計的影響
 
      脈動流對旋渦流量計的影響主要取決于脈動的幅值和脈動頻率同旋渦剝離頻率之比。當脈動幅值較小,在旋渦探測器上產生的信號幅值低于旋渦流量計門限值時,這種脈動被旋渦流量計中的噪聲鑒別電路當作噪聲而濾除。當脈動幅值足夠大時,與脈動頻率相對應的干擾同旋渦產生的信號混在一起而無法分離,非常后被當作旋渦去計算流量,使得儀表示值偏高。當然脈動頻率有高有低,如果脈動頻率與旋渦剝離頻率之比很小,則對儀表示值影響也小,反之影響則大。
 
3、脈動流量的測量
 
      由于流動脈動對絕大多數流量計均帶來誤差增大的嚴重后果,因此近幾十年以來,吸引了很多研究者對脈動流進行大量的研究。
 
      對付脈動流的方法主要有兩個,一是配置合適的低通濾波器將脈動阻尼掉,使之殘存的脈動不足以影響流量測量儀表或只對流量測量造成很小的誤差,二是當這種阻尼在實際系統中實施有困難時,利用研究者所提供的公式對脈動所引起的誤差進行估算,從而基本滿足測量精度的要求。
 
      人們在測量往復式壓縮機出口流量時,無一例外地都要遇到流體脈動問題,汽缸每往復一次,其排氣流量就出現一個方波,幸運的是往復式壓縮機出口一般都裝有一個緩沖罐,上述脈動經緩沖罐的濾波后,在緩沖罐的出口管上,流量就變得較平穩。因此,合理選擇測量點的位置,避開脈動源的影響,是個簡單而有效的方法。
 
 
 
流動脈動對流量測量儀表的影響是個十分復雜的問題。當然,現在的儀器已經越來越先進,能夠有效地克服脈動流對流量計的影響。雖然這一影響還不能完全消除,但是對于實際工業生產來說已經是足夠。

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