電磁流量計(jì)減少彎管影響的安裝法
電磁流量計(jì)減少彎管影響的安裝法
.. .. 摘要: 彎管出口流速分布的畸變要影響下游電磁流量計(jì)的測量值。電磁流量傳感器的安裝方式使其電極軸與彎管平面成45..角, 可減緩擾流的影響。闡述了采用該方法的實(shí)驗(yàn)過程、試驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)論。
.. .. 關(guān)鍵詞: 電磁流量計(jì); 彎管擾流; 安裝方法
1 .. 問題的提出
流體流過彎管后, 下游產(chǎn)生流速分布畸變, 若是兩只鄰近相接的不同平面彎管, 除流速分布畸變外還會(huì)有漩渦。這些現(xiàn)象要影響裝在下游的大部分類型流量儀表( 除容積式等少數(shù)類型外) 的測量值, 因此通常要求在流量儀表安裝點(diǎn)之前有一定長度直管段, 改善進(jìn)入儀表的流動(dòng)狀況。電磁流量計(jì)受彎管影響較小, 直管長度要求也遠(yuǎn)低于節(jié)流差壓式、渦街式等其他流量儀表。但是當(dāng)前電磁流量計(jì)精度為測量值的0..5%, 甚至0..2%0..4% , 即使影響量較小, 還是受到人們的關(guān)注。除儀表前直管段可降低彎管影響外, 人們還從安裝方式上設(shè)法降低影響的方法。文獻(xiàn)[ 1] 曾報(bào)道電磁流量傳感器電極軸線與鄰近彎管平面成45..傾斜安裝可以減少彎管影響。日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)B7554 .. 解說部分..列有電極軸線與彎管平面垂直、平行、成45..三種安裝方式, 在不同長度直管下的測量誤差范圍, 也說明這一效果[ 2] 。2000 年上海原水公司擬在已建成的某泵站加裝DN 2 200 電磁流量計(jì), 但彎管下游安裝位置的前直管長度明顯不符合規(guī)定中5 D10 D( D 為管徑, 下同) 的要求, 此時(shí), 影響測量誤差有多大呢? 由于受條件限制無法在現(xiàn)場用經(jīng)典的測量方法( 如流速計(jì)流速面積法) 作比對(duì)試驗(yàn), 以估計(jì)彎管影響附加誤差值。并且使用方必須在訂購之前就要知道附加誤差估計(jì)值, 以決定設(shè)計(jì)方案。筆者按相似原理以較小口徑電磁流量計(jì)在實(shí)驗(yàn)室模擬現(xiàn)場條件作試驗(yàn)。試驗(yàn)證明45..安裝可減小彎管影響, 并求得該個(gè)案安裝條件下傳統(tǒng)安裝方式的影響值。
2 .. 彎管下游流速分布影響
流體流過彎管由于離心力作用, 靠外壁產(chǎn)生擴(kuò)散效應(yīng), 內(nèi)壁產(chǎn)生收縮效應(yīng), 由此產(chǎn)生橫向流動(dòng)的二次流, 引起下游產(chǎn)生速度分布畸變, 如圖1 所示。圖1 中, 右邊垂直剖面彎管外緣流速較快, 水平剖面呈雙峰值流速分布。隨著液流離開彎管距離增加, 畸變會(huì)趨于緩和。當(dāng)前絕大部分電磁流量傳感器是非均勻磁場分布結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。非均勻磁場理論認(rèn)為包含電極的測量管橫截平面區(qū)域內(nèi), 各微小液體體積元切割磁力線對(duì)電極間信號(hào).. 所起作用..各異, 因此不是均勻
地而是按.. 所起作用..非均勻地設(shè)計(jì)各點(diǎn)磁場強(qiáng)度, 使在理想條件下流速分布畸變不會(huì)影響流量測量值。然而實(shí)際儀表還是受到一些影響。圖2 所示是日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所附彎管下游三種安裝方式不同直管長度的誤差范圍[ 2] 。圖1 .. 單彎管后速度分布圖2 .. 直管長和測量誤差
3 .. 實(shí)驗(yàn)
實(shí)流實(shí)驗(yàn)是在上海光華..愛而美特儀器有限公司稱重法水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上進(jìn)行。裝置的不確定度為0..011%, 試驗(yàn)儀表是DN100 的IFM4080K 型, 按現(xiàn)場幾何尺寸比例縮小設(shè)置管道, 如圖3 所示夾裝到流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上校驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果如圖4 所示。圖中.. 正常安裝..即按前置直管段長度大于等于10 D, 后置直管段長度大于等于5D 安裝, 其試驗(yàn)數(shù)據(jù)即為參比值。電磁流量計(jì)滿度流量為150 m3/ h, 實(shí)驗(yàn)流速范圍0..325..3 m/ s, 共做了5 個(gè)流量點(diǎn)。圖3 .. 安裝尺寸和電極位置圖4 .. 各種安裝誤差
4 .. 結(jié)論
1) 在本試驗(yàn)安裝條件下, 流量傳感器電極軸在A= 90..位置時(shí)誤差為- 1..2%, A= 0..位置時(shí)為+ 1..6%, A = 45..位置時(shí)為0..5% ; 與正常安裝條件即參比值相比, 附加誤差在A = 90..時(shí)為- 1..2%, A = 0..時(shí)為+ 1..65% , A = 45..時(shí)為+ 0..65% 。
2) 實(shí)驗(yàn)證明電極軸線45..安裝比傳統(tǒng)水平安裝( A = 0..) 受彎管流動(dòng)擾動(dòng)影響有很大改善。
3)智能電磁流量計(jì)傳感器在彎管下游即使有足夠長( 5D) 的直管段, 亦應(yīng)按.. 45..安裝.., 作為減小彎管撓流影響, 降低附加誤差的措施。
參考文獻(xiàn): 1.. 黃寶森, 孔昭育, 施希行等.. 電磁流量計(jì).. 北京: 原子能出版社, 1981..150- 151.. 2.. JIS B 7554-1993, 電磁流量計(jì).. 36- 37..
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