真正的管道定常流只在層流中出現,通常其Re<2000,大多數工業管流均有較的Re數,且出現湍流現象。這些流體通常在速度、壓力和溫度上出現連續的、無規則的、隨機的波動。導致波動產生的原因有多種,可因旋轉動力機械,如旋轉或往復式發動機、壓縮機和鼓風機造成,可由工作管道的振動,別是共振造成,也可由流量控制器的周期性動作和調節器的往復開關及流體管道裝置、閥或旋轉機械分流造成,還可因流體系統的幾何征而引起的流體力學振動和多段流而引起。動流的存在會導致流量計出現計量誤差,甚不能正常工作,其中尤以差壓式流量計、渦輪流量計和渦街流量計對其為敏感。如何校正或減少動對流量測量性的響,是流量測量中比較重要的課題。 1動流性參數的主要測量方法
動無處無時不在,但測量卻非常困難,直接測量動流幾乎是能的,我們通常測量出動流的主要參數,如幅值、頻率和波形,然后通過這些參數分析動可能給流量計造成的響。通常主要的測量方法有非接觸方法和接觸方法。
非接觸方法包括光學方法和聲學方法。光學方法主要采用LDA,此技術可測出管軸線處的點速度,并對動流振幅和波形作出估算。聲學方法主要采用DopplerShift,該技術僅用于液體,其傳送器和接受器安裝在管道外壁,可據其測得的充分發展的瞬時速度剖面計算其動性。接觸方法主要是熱線風速儀法,可用來測量動點速度,它具有足夠的測量頻寬,可采用在線計算機顯示流速的動量。
2動流對渦輪流量計測量誤差的響
2.1誤差方程及其計算
渦輪流量計以動量矩守恒原理為基礎,是種速度式流量儀表。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、動流的形狀、轉子和齒輪的摩擦阻力及轉子瞬時轉矩等諸多因素的響,會使渦輪流量計產生很大的誤差。應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:Jdωdt=tgθArρq2-r2ωρq（1）式中:J為葉片轉動慣量;θ為葉片與軸線之間的夾角;r為渦輪葉片的平均半徑;A為管道流道面積;ρ為流體密度;ω為渦輪的旋轉角速度;q為通過管道的流量。若把動流表示為q=asin2πfpt,經分析整理,可得出渦輪旋轉加速度與動流各參數的關系:ω（t）=ce（r2ρ/2πfpJ）（cos2πfpt-1）+e（ar2ρ/2πfpJ）（cos2πfpt-1）×∫t0tgθrρAJa2sin22πfpte（ar2ρ/2πfpJ）（1-cos2πfpt）dt（2）式中:c為穩態時的ω值。此時其測量誤差可用下式表示:E=ω/c-1（3）對定的渦輪流量計和不同的動流,可編程計算出式（2）在動周期內各離散點所對應的ω（t）,據此可計算出渦輪流量計測量誤差E。其流程圖如圖1所示。圖1測量誤差計算流程圖
2.2結果與分析
經過計算分析,發現導致渦輪流量計產生誤差的主要因素是動流的振幅和頻率,通過對多幅圖形的比較,發現有如下規律:①從曲線分布的象限來看,動流導致渦輪流量計出現個正誤差。當流體出現動時,在加速流體中,葉片的轉動慣量能引起轉子速度變慢,落后于定常流時的轉速;在減速流體中,葉片的轉動慣量能導致轉子速度加快,過定常流時的轉速。由于加速時的響比減速時的響小得多,因此,動流出現時流量計顯示的平均流速遠大于平均流量,出現正誤差,此誤差有時可達50%。②當動頻率fp小于渦輪轉子的角頻率ω時,測量結果接近真值,動流所引起的誤差很小。當動頻率fp大于渦輪轉子的角頻率ω時,響應失真,會引起較大誤差,且隨著頻率的增大,誤差隨著增大,終趨于穩定（見圖2和圖3）。③當動頻率大于渦輪轉子的角加速度時,動振幅的變化能引起渦輪流量計的測量誤差產生大的改變,此誤差隨著動振幅的增大而升,可達50%,但終趨于穩定。（見圖4和圖5,α為動振幅與穩態振幅之比）。圖2動頻率fp小于角加速度時圖3動頻率fp大于角加速度時圖4動振幅為a=012時圖5動振幅為a=1時.
從以上分析計算可知,動流使渦輪流量計產生個正的系統誤差,該誤差受動頻率和振幅的響。當動頻率小于角加速度時,其誤差可以認為為;當動振幅小于某振幅值時,其誤差亦可認為不響渦輪流量計的精度。動流對渦輪流量計測量精度的響存在限值。