1.脈動流特性
幾乎所有的管道流都是不穩定的，不論是層流狀態還是湍流狀態下都存在各種干擾。所謂脈動流是指流體在測量區域的流速是時間的函數，但在一個足夠長的時間段內有一個恒定的平均值，這個值決定于脈動流的流動規律。
真正的管道定常流僅出現在層流中，大多數工業管流均出現湍流現象，試試一種統計意義上的定常流，脈動流會影響
渦輪流量計的測量精確度，有時會使其測量值嚴重失真，所以工業上迫切需要研究脈動流對其測量精確度的影響。
脈動無處無時不在，但測量卻非常困難，我們通常只能測量出脈動的主要參數，如輻值、頻率和波形，然后通過這些參數分析脈動可能給流量計造成的影響。
2.脈動流對渦輪流量計測量精度的影響
2.1特性方程及計算
渦輪流量計以動量矩守恒定理為基礎的一種速度式流量儀表，對非穩定流由于轉子葉片和相關傳動裝置的共振、轉子的轉動慣量、脈動的形狀、轉子和齒輪摩擦阻力及轉子瞬時轉矩等因素影響，使渦輪流量計產生很大的誤差，用機翼理論來分析作用在轉子上的驅動力矩和阻力矩，可得到其運動方程:
式中J為葉片轉動慣量，θ為葉與軸線之間的夾角，r為渦輪葉片的平均半徑，A為管道流量面積，ρ為流體密度，ω為渦輪的旋轉角加速度，Q為通過管道流量。
若把脈動流表示為Q=asin2πfpt，經過分析整理，可得出渦輪旋轉角加速度與脈動流各參數的關系：22
其中C為穩態時的ω值。
對特定的渦輪流量計和不同的脈動流，可編程計算出（2）式在脈動周圍內各離散點所對應的ω（t），據此計算可畫出ω（t）曲線，其流程圖如圖1：
2.2結構與分析
經過計算分析，發現導致
流量計產生誤差的主要因素是脈動流的頻率，所加的正弦脈動流的頻率與穩態下渦輪的旋轉角加速度的關系為ω=2πfp(1/qm)r2時，相應曲線與輸入正弦曲線為接近，與理論分析基本吻合，多次改變脈動流頻率、振幅參數，發現有時圖形失真非常厲害，通過對多幅圖形的比較，發現有如下規律：（見圖2、3）
- 當脈動流頻率fp大于旋轉角加速度ω時，儀表的相應曲線開始失真，脈動頻率導致相應曲線的幅值發生改變，經過分析發現，脈動頻率越大，響應幅值越小，脈動頻率越小，響應幅值越大，即隨著頻率的增大，響應失真程度隨著增大，但終有趨于穩定的趨勢。
- 當脈動流頻率fp大于旋轉角加速度ω時，響應曲線的失真程度隨脈動振幅的增大而加劇，但當脈動振幅小于某一振幅值時，其變化可認為不影響渦輪流量計的精度；當脈動頻率fp小于旋轉角加速度ω時，響應曲線的失真程度與脈動振幅的變化無關聯。
- 對于形狀不失真的響應曲線，其響應曲線的幅值還與其它參數有關。經研究發現，對測量誤差影響較大的參數還有葉片轉動慣量J和葉片的初始旋轉角加速度C.J越小，響應曲線的幅值越大，J越大，響應曲線的幅值越小，但J太大或太小都會影響響應曲線的幅值失真過大，其值取在2*10-6-3*10-6（kg.m2）之間時，響應曲線好，從參數分析可知，響應曲線與輸入脈動曲線之間有一個位移，此位移的大小主要是與初始值C有關。
|
 |
3.結論
從以上分析計算可知，脈動流頻率對渦輪流量計的測量精度影響大，當脈動頻率fp小于旋轉角加速度ω時，流量儀表的響應曲線與輸入脈動曲線相似，測量結構接近于真值；脈動振幅對渦輪流量計的測量精度存在影響，但當脈動振幅小于某一振幅值時，可認為其不影響渦輪流量計的精度；葉片轉動慣量J和葉片的初始旋轉加速度C也對渦輪流量計測量精度有影響。
本文由
智能渦街流量計，西安仕樂克渦街流量計廠為您提供，轉載請注明出處�。�
