液體流量計的安裝條件對于測量效果影響分析

安裝條件的影響流場分布
1.1對液體流量計測量的影響
流體在管道中流動時，一般有兩種流動狀態(tài)，即層流流動和湍流流動。層流流動時，管內流體分層流動，各流層之間相互不混雜而平行于管道軸線流動，流層間沒有流體質點的相互交換，流體通過一段管道的壓力降與流量成正比。而湍流流動時，管內流體不再分層流動，流體質點除了沿管道軸線方向運動外，還有劇烈的徑向運動，流體通過一段管道的壓力降與流量的平方成正比。
在實際應用中，出于工藝流程的需要，往往需要在管道中加上彎頭、閥門、減縮管、漸擴管等阻流件，流體流經(jīng)這些阻流件之后，流場會發(fā)生較大的變化。為了較好的觀察流體流經(jīng)阻流件之后的流場速度分布，選取90°彎頭和漸縮管為研究對象，90°彎頭的模型和網(wǎng)格劃分如圖1所示。管道直徑為100mm，彎頭處的曲率半徑為200mm。為了保證流體經(jīng)過彎頭時已充分發(fā)展，彎頭上游有10D直管段，并且彎頭下游有70D直管段。

液體流量計對流場的分布沒有嚴格的要求，因此相比于超聲流量計，液體流量計對于上游直管段的要求不需要太長。流體在通過彎頭時流場會發(fā)生一定的改變，通過彎頭之后還需要經(jīng)過一定的直管段流場才能重新恢復。同樣，流體在通過其他上游阻流件如漸縮管、漸擴管、閥門等同樣也會發(fā)生流場的畸變，需要經(jīng)過一定的直管段之后，流場才能重新恢復，達到液體流量計測量對流場分布的要求。儀表上游阻流件的影響導致流場的畸變，需要經(jīng)過一定的直管段才能得到恢復。制造廠也通過不斷的優(yōu)化液體流量計的結構以減小其對流場的依賴，經(jīng)過不斷的努力，現(xiàn)在使用的液體流量計需要一定的前直管段，但也無需太長。大量的實驗表明，一般液體流量計上游仍然要有5到10倍管徑的直管段。
1.2液體流量計安裝位置的影響
傳感器安裝位置的選擇是保證液體流量計正常運行的關鍵，所以在選擇安裝位置時應考慮下列因素：
（1）根據(jù)液體流量計的測量原理可知，被測流體的流速必須軸對稱分布才能保證流量計正常運行，否則容易引起流量計指示不穩(wěn)，所以安裝位置的選擇必須使介質滿管且保證直管段的要求（一般前5D后3D）。
（2）為避免氣泡的影響，安裝位置不宜選擇在易積聚氣體的流體管道的*高點，垂直安裝時，應選擇流體由下而上的位置。當流體出口為放空狀態(tài)時，傳感器不應安裝在管道放空之處，應安裝在較低處，并使流體滿管。
（3）液體流量計的測量原理就決定了其易受外界電磁干擾的影響，為避免電磁場干擾，安裝位置應盡可能地遠離有強電磁場的大功率用電設備如大機電、大變壓器等。另外，安裝時流量計應很好的接地，信號線選用屏蔽線并穿管進行保護。
（4）為避免負壓及管道的震動對流量計的影響，安裝位置不宜選擇在泵的進口或地面有強烈的震動處。如管道振動大，在傳感器兩邊應加裝固定管道的支架，以減少震動的影響。（5）被測介質中含有固體顆粒時，水平安裝會使襯里和電*過分磨蝕，也會使測量管內徑被磨變大，從而產(chǎn)生較大的測量誤差，此時應該選擇垂直安裝。
1.3阻流件的影響在前直管段為20D、10D、5D的各工況中，幾乎所有工況對流量計的測量性能影響都在允許的0.5%誤差范圍內；當前直管段小于5D時，各工況表現(xiàn)出對流量計測量性能影響的差異不同，其中阻流件為DN100球閥+不在同一平面45°雙彎頭、DN100球閥+DN100單彎頭、DN150球閥+90°單彎頭+DN150變DN100漸縮管+90°單彎頭時，對液體流量計測量性能影響較大。總體來看，液體流量計在復雜工況下所需的前直管段比較短，保守估計，前直管段為10D時均能滿足所有工況時的測量精度。

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