对脉动流的流量测量二et= (6.8)
或 (6.9)
或 (6.10)
式中 u——轴向流速;
——轴向时均流速;
——流速脉动分量;
——流速脉动分量均方根值;
——差压脉动分量均方根值;
——稳定流下差压值;
——脉动流时节流件取压口处差压, ;
——差压脉动分量;
——差压时均值。
公式应用条件为
et为实际测量的附加不确定度,它可能小于阻尼条件的允许不确定度 。可以用(1-et)作为修正系数,对节流装置流出系数进行修正。
在具体实施中,以下的措施也是有益的:节流装置尽量远离脉动源;节流装置采用尽量大的 ,为此可适当减小管径;两根差压引压管阻力应对称。
②涡轮流量计
a.非定常流运动方程。涡轮流量计输出随时间变化的关系f(t)对于通过流量计的瞬时流量随时间变化的关系qv(t)可由下面的运动方程描述。
(6.11)
式中 b——流量计的动态响应参数(对于流体);
f——流量计指示的瞬时流量(频率信号);
t——时间;
qv——实际瞬时流量;
jr、jf———涡轮转子转动惯量和滞留在转子中流体的转动惯量。
其中,b代表的是流量计和液体的联合特性,而不只是流量计的特性。对于给定的平均流量, 有参考时间间隔或时间常数的特性。对dn25~dn100的流量计,测量压力接近大气压的气体流量,典型时间常数为1s数量级;对dn20~dn50的流量计,测量水流量时的时间常数也是1s数量级。显然,由于脉动产生的附加误差,流量计测量气体(在大气压条件下)比测量液体误差大。
b.动态响应参数的获得。获得响应参数值的方法有两个:一是通过阶跃响应测试获得;另一是通过文献中许多分析公式计算。
动态响应参数不仅同具体的涡轮流量计本身有关,而且同流体的密度有关,许多研究者建议b与 成反比关系。而且实验已经证实流动是相似的,所以,在流体为空气时由阶跃响应测试获得的响应参数,可由空气和液体密度换算得出液体流动的响应参数。
表6.1是文献[2]给出的典型涡轮流量计的动态响应参数。
表6.1响应参数典型值
流量计
设计流体
3)
直径/in
叶片数
叶片材质
2
12
塑料
气体
0.0046
3
16
金属
气体
0.023
4
12
塑料
气体
0.016
4
16
塑料
气体
0.017
4
16
金属
气体
0.035
4
16
金属
气体
0.065 气体密度0.935kg/m3
6
20
金属
气体
0.156 气体密度0.935kg/m3
6
20
金属
气体
0.183 气体密度0.935kg/m3
8
20
金属
气体
0.261 气体密度1.105kg/m3
2
10
不锈钢
水
0.009
1
6
不锈钢
水
0.0012
7/8
6
金属
煤油
0.002
3/4
6
金属
水
0.001
注:1. 1in=0.0254m。
2. b在表中的单位是在空气、大气压条件下,特别指出情况除外。
c.平均流量误差的估算。根据方程式(6.11),任何瞬时的误差由下式给出。
(6.12)
在忽略了式(6.12)中的dqv/dt与df/dt的误差后 ,式(6.12)可写作