液體流量計的安裝條件對于測量效果影響分析

安裝條件的影響流場(chǎng)分布
1.1對液體流量計測量的影響
流體在管道中流動(dòng)時(shí)，一般有兩種流動(dòng)狀態(tài)，即層流流動(dòng)和湍流流動(dòng)。層流流動(dòng)時(shí)，管內流體分層流動(dòng)，各流層之間相互不混雜而平行于管道軸線(xiàn)流動(dòng)，流層間沒(méi)有流體質(zhì)點(diǎn)的相互交換，流體通過(guò)一段管道的壓力降與流量成正比。而湍流流動(dòng)時(shí)，管內流體不再分層流動(dòng)，流體質(zhì)點(diǎn)除了沿管道軸線(xiàn)方向運動(dòng)外，還有劇烈的徑向運動(dòng)，流體通過(guò)一段管道的壓力降與流量的平方成正比。
在實(shí)際應用中，出于工藝流程的需要，往往需要在管道中加上彎頭、閥門(mén)、減縮管、漸擴管等阻流件，流體流經(jīng)這些阻流件之后，流場(chǎng)會(huì )發(fā)生較大的變化。為了較好的觀(guān)察流體流經(jīng)阻流件之后的流場(chǎng)速度分布，選取90°彎頭和漸縮管為研究對象，90°彎頭的模型和網(wǎng)格劃分如圖1所示。管道直徑為100mm，彎頭處的曲率半徑為200mm。為了保證流體經(jīng)過(guò)彎頭時(shí)已充分發(fā)展，彎頭上游有10D直管段，并且彎頭下游有70D直管段。

液體流量計對流場(chǎng)的分布沒(méi)有嚴格的要求，因此相比于超聲流量計，液體流量計對于上游直管段的要求不需要太長(cháng)。流體在通過(guò)彎頭時(shí)流場(chǎng)會(huì )發(fā)生一定的改變，通過(guò)彎頭之后還需要經(jīng)過(guò)一定的直管段流場(chǎng)才能重新恢復。同樣，流體在通過(guò)其他上游阻流件如漸縮管、漸擴管、閥門(mén)等同樣也會(huì )發(fā)生流場(chǎng)的畸變，需要經(jīng)過(guò)一定的直管段之后，流場(chǎng)才能重新恢復，達到液體流量計測量對流場(chǎng)分布的要求。儀表上游阻流件的影響導致流場(chǎng)的畸變，需要經(jīng)過(guò)一定的直管段才能得到恢復。制造廠(chǎng)也通過(guò)不斷的優(yōu)化液體流量計的結構以減小其對流場(chǎng)的依賴(lài)，經(jīng)過(guò)不斷的努力，現在使用的液體流量計需要一定的前直管段，但也無(wú)需太長(cháng)。大量的實(shí)驗表明，一般液體流量計上游仍然要有5到10倍管徑的直管段。
1.2液體流量計安裝位置的影響
傳感器安裝位置的選擇是保證液體流量計正常運行的關(guān)鍵，所以在選擇安裝位置時(shí)應考慮下列因素：
（1）根據液體流量計的測量原理可知，被測流體的流速必須軸對稱(chēng)分布才能保證流量計正常運行，否則容易引起流量計指示不穩，所以安裝位置的選擇必須使介質(zhì)滿(mǎn)管且保證直管段的要求（一般前5D后3D）。
（2）為避免氣泡的影響，安裝位置不宜選擇在易積聚氣體的流體管道的最高點(diǎn)，垂直安裝時(shí)，應選擇流體由下而上的位置。當流體出口為放空狀態(tài)時(shí)，傳感器不應安裝在管道放空之處，應安裝在較低處，并使流體滿(mǎn)管。
（3）液體流量計的測量原理就決定了其易受外界電磁干擾的影響，為避免電磁場(chǎng)干擾，安裝位置應盡可能地遠離有強電磁場(chǎng)的大功率用電設備如大機電、大變壓器等。另外，安裝時(shí)流量計應很好的接地，信號線(xiàn)選用屏蔽線(xiàn)并穿管進(jìn)行保護。
（4）為避免負壓及管道的震動(dòng)對流量計的影響，安裝位置不宜選擇在泵的進(jìn)口或地面有強烈的震動(dòng)處。如管道振動(dòng)大，在傳感器兩邊應加裝固定管道的支架，以減少震動(dòng)的影響。（5）被測介質(zhì)中含有固體顆粒時(shí)，水平安裝會(huì )使襯里和電極過(guò)分磨蝕，也會(huì )使測量管內徑被磨變大，從而產(chǎn)生較大的測量誤差，此時(shí)應該選擇垂直安裝。
1.3阻流件的影響在前直管段為20D、10D、5D的各工況中，幾乎所有工況對流量計的測量性能影響都在允許的0.5%誤差范圍內；當前直管段小于5D時(shí)，各工況表現出對流量計測量性能影響的差異不同，其中阻流件為DN100球閥+不在同一平面45°雙彎頭、DN100球閥+DN100單彎頭、DN150球閥+90°單彎頭+DN150變DN100漸縮管+90°單彎頭時(shí)，對液體流量計測量性能影響較大?？傮w來(lái)看，液體流量計在復雜工況下所需的前直管段比較短，保守估計，前直管段為10D時(shí)均能滿(mǎn)足所有工況時(shí)的測量精度。

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