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氣體渦輪流量計結構和系數詳解

2021-04-28    來源:南京賽亞特福精密儀器有限公司  

氣體渦輪流量計是一種速度式流量計,是近年來迅速發展的新表面,該流量計具有精度高、壓力損失小、量程比大等利益,可測量多種煤氣和液體的瞬時流量和流體總量,可輸出0-10mADC或4-20mA直流信號與調節表面配套操作流量。今天介紹氣體渦輪流量計的構成和其作業原理更重要的表面系數的計算方法
氣體渦輪流量計的構成。
氣體渦輪流量計主要由渦輪流量變送器和指示積算器組成。渦輪流量變送器將流量信號轉換為電信號,指示計算器顯示被測量介質的體積流量和流體總量。
氣體渦輪流量計的工作原理。
流體通過傳感器外殼,葉輪的葉片和流動有一定的角度,流體的沖力使葉片具有旋轉矩,戰勝抵抗矩和流體阻力矩后葉片旋轉,扭矩平衡后旋轉速度穩定,在一定條件下旋轉速度與流速成正比,葉片具有導磁性,因此在信號檢測器(由*磁鋼和線圈構成)的磁場中,旋轉的葉片切開磁線,周期地改變線圈的地磁通量,使線圈的兩端感應到電脈沖信號
氣體渦輪流量計表面系數的理論表達式。
渦輪作用的扭矩分為流體通過渦輪時葉片產生的切向推進扭矩M1流體沿渦輪表面流動時產生的粘接抵抗扭矩M2軸承的抵抗扭矩M3磁電轉換器對渦輪產生的電磁反作用阻力矩M4。
因此,可以建立渦輪運動的微分方程
(1)
式中:j是渦輪的旋轉慣量ω是渦輪的旋轉角速度tau是時間。
當流量保持恒定時,渦輪達到勻速旋轉,因此M1=M2+M3+M4。根據文獻[2],推廣矩可以顯示為:
M1=a1qv2-a2ωqv(2)
式中:a1、a2是與渦輪傳感器結構和流體密度相關的系數qv為流量、l/s。
由于氣體渦輪流量計在量程范圍內屬于紊流作業區,固定以下計算只考慮紊流時的情況。反作用力矩中的M2,在紊亂流中可以近似表示
M2=a3qv2(3)
一般來說,M3和M4相關的M2相對較小,但為了提高計算精度,這里根據文檔[3]推出了它們的表達式:
M3=a4ω2/3(4)
M4=a5ω3(5)
分別將式(2)、(3)、(4)、(5)帶入式(1)收拾后可以得到
qv2-a6ωqv=a7ω2/3+a8ω3(6)
式中:a6、a7、a8是收拾后的總結系數。

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