摘要:脈動(dòng)流是一種工業(yè)管流中普遍存在現(xiàn)象，因?yàn)橥鶑?fù)式、可運(yùn)動(dòng)傳送設(shè)備或者旋轉(zhuǎn)式的應(yīng)用,流體的流量以及控制設(shè)備在管道中呈現(xiàn)周期性振蕩,例如控制閩的周期性振蕩;或者流程中工藝性的設(shè)備特殊要求,例如在進(jìn)行泡沫塑料注塑工藝的時(shí)候，通常都會(huì)使流體產(chǎn)生一定程度上的脈動(dòng)流。如果脈動(dòng)流形成就會(huì)在流體中向下游和上游傳播,為流量的科學(xué)精準(zhǔn)測(cè)量帶來了非常大的困難。本文通過對(duì)我國(guó)目前存在的差壓式流量計(jì)測(cè)量中的脈動(dòng)流誤差進(jìn)行研究,采用逐步深入的論述方法,主要討論了脈動(dòng)流對(duì)差壓式流量計(jì)測(cè)量誤差的影響以及脈動(dòng)流平均流量測(cè)量方法等方面,以期為我國(guó)的科技發(fā)展提供相應(yīng)的幫助。
前言
差壓式流量計(jì)是根據(jù)流體流過節(jié)流元件時(shí),所產(chǎn)生的差壓來對(duì)流量進(jìn)行測(cè)量的,因?yàn)椴顗菏搅髁坑?jì)的結(jié)構(gòu)與其他指示表來相比較為簡(jiǎn)單且無需實(shí)流標(biāo)定和無可動(dòng)部件的特點(diǎn),在控制系統(tǒng)和過程測(cè)量中得到了廣泛應(yīng)用。而流體的平穩(wěn)流動(dòng)是差壓式流量計(jì)的精確測(cè)量是基本條件,當(dāng)流體的流動(dòng)參數(shù)隨時(shí)間呈周期性變化時(shí),如壓力.速度和密度等,也就指的是通常所說的脈動(dòng)流的情況下,使用流量計(jì)進(jìn)行流t的測(cè)量就會(huì)導(dǎo)致很大程度的誤差,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)沽髁康臏y(cè)量數(shù)值失去真實(shí)性。但是,現(xiàn)今大部分行業(yè)設(shè)計(jì)部廣] ,對(duì)于被測(cè)對(duì)象是否存在脈動(dòng)流嚴(yán)重程度及脈動(dòng)流工況并沒有給予高度的重視,而是對(duì)流量計(jì)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行簡(jiǎn)單地參照應(yīng)用,并且設(shè)置一定長(zhǎng)度的直管段在流量計(jì)前后,直接對(duì)流量進(jìn)行測(cè)量,這樣一來就帶來了一定程度的測(cè)量方面的誤差。
一、脈動(dòng)流的影響
1.脈動(dòng)流對(duì)流測(cè)儀表的影響
可用周期來描述對(duì)有固定周期的脈動(dòng)流及其脈動(dòng)出所現(xiàn)的頻繁程度。一個(gè)周期有的可能要持續(xù)數(shù)個(gè)小時(shí),有的則可能只需要幾秒鐘的時(shí)間"。幅值相對(duì)來說較小,周期相對(duì)來說長(zhǎng)的脈動(dòng),普遍來說各種流量計(jì)一般都能跟蹤上這種變化的幅度,并且與此同時(shí),使得它們參比條件下的準(zhǔn)確度得到穩(wěn)定的保持。幅值相對(duì)來說較大,周期相對(duì)來說較短的脈動(dòng),對(duì)絕大多數(shù)種類流量計(jì)(除容積式流量計(jì)之外的)都有較為明顯的影響,并且出現(xiàn)的誤差程度也比較大。
2.脈動(dòng)流對(duì)差壓式流量計(jì)的影響
在脈動(dòng)流發(fā)生的情況下下，影響孔板流量計(jì)示值的誤差的主要原因來自于以下兩個(gè)方面:第一個(gè)方面,其影響因素的孔板流量計(jì)一次元件,其所產(chǎn)生的影響,即在測(cè)量脈動(dòng)流時(shí)孔板流量計(jì)存在的運(yùn)行以及構(gòu)造原理.上較大的誤差;第二個(gè)方面,是對(duì)孔板流量計(jì)的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和差壓信號(hào)之間傳遞時(shí)所生成的影響,或者流量計(jì)二次儀表中，所應(yīng)用的流量計(jì)算的方法上的影響”。
二、脈動(dòng)流量的測(cè)量
差壓式流量計(jì)在實(shí)際工作中的工作原理表現(xiàn)為:當(dāng)流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流件充滿管道的液體時(shí),在節(jié)流件處流束將形成一定程度的局部收縮,進(jìn)而導(dǎo)致液體的流速逐漸變快,靜壓力逐漸降低,產(chǎn)生壓差的現(xiàn)象主要出現(xiàn)在節(jié)流件前后,流體流量逐漸加大,其最后所產(chǎn)生的壓差就越大,所以，能夠根據(jù)壓差來對(duì)流量的大小進(jìn)行衡量,這種測(cè)量方式主要以流動(dòng)連續(xù)性方程為主,遵循質(zhì)量守恒定律以及伯努利方程,其根本是以能量守恒定律為測(cè)量的基礎(chǔ)。
因?yàn)閷?duì)絕大多數(shù)流量計(jì)均流動(dòng)脈動(dòng)帶來誤差增大的不良后果,所以近些年來,脈動(dòng)流的不良因素吸引了很多研究者開始了大量的研究與討論。現(xiàn)今的研究成果表明脈動(dòng)流的解決方法主要可以分為兩個(gè)方面:第一方面,是對(duì)低通濾波器進(jìn)行合適的配置帶到脈動(dòng)阻尼掉的目的,令殘存的脈動(dòng)只對(duì)流量測(cè)量造成很小的誤差或不足以影響流量測(cè)量?jī)x表,第二個(gè)方面，是在實(shí)際系統(tǒng)中，當(dāng)這種阻尼實(shí)施在一定 程度上出現(xiàn)困難時(shí),利用研究者所得出的相關(guān)公式,對(duì)脈動(dòng)所導(dǎo)致的不良誤差進(jìn)行前期的估算進(jìn)而使得測(cè)量精度的要求得到基本滿足。
三,不同的差壓式流量計(jì)的區(qū)別
為了獲得更加適用于測(cè)量的差壓和流速的相關(guān)對(duì)應(yīng)值，并且為了更好的靈敏度.線性等等,不同類型的測(cè)量裝置由此而被設(shè)計(jì)出來,盡管此類的測(cè)量裝置都大部分都是利用了流速和差壓的對(duì)應(yīng),然而實(shí)際上的安裝形式以及測(cè)量效果相對(duì)來說差異卻比較大。如果一個(gè)管道內(nèi)的煤化工粉塵比較多,所以巴類的就不能在對(duì)其進(jìn)行測(cè)量了,因?yàn)榘皖惖男】讜?huì)被煤化工所產(chǎn)生的粉塵所堵塞,沒有辦法達(dá)到長(zhǎng)期使用的效果,此時(shí)，PBS型的防堵測(cè)量裝置就派上了大用場(chǎng)。
結(jié)論
差壓式流量計(jì)在工業(yè)生產(chǎn)的流量計(jì)量得到了廣泛應(yīng)用中,在流量的計(jì)量與控制監(jiān)管方面發(fā)揮著十分重要的作用,在流量計(jì)出廠前就需要進(jìn)行標(biāo)定,進(jìn)而對(duì)其測(cè)量精度是否符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行再一次的確認(rèn),只有符合標(biāo)準(zhǔn)的差壓式流量計(jì)才能保證測(cè)量的誤差在可允許的范圍內(nèi),隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,機(jī)械類事物逐漸趨向完美主義,差壓式流量計(jì)也是如此,在實(shí)踐的過程中不斷地完善,逐漸的與新興的技術(shù)相結(jié)合,誤差控制范圍越來越廣,進(jìn)-一步的減小誤差,甚至是實(shí)現(xiàn)“零誤差"，只有這樣,才能保證我國(guó)的工業(yè)化發(fā)展呈現(xiàn)一片良好的前景。
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