本文在一個合理的渦輪流量計理論模型基礎上分解了流量系數的組成部分,指出了渦輪流量計小流量區(qū)非線性是由主動力矩與阻力矩相互作用的結果建立了渦輪流量計的設計準則。
引言：渦輪流量計因其結構簡單、線性好、精度高等特點而得以廣泛應用。實際渦輪流量計在使用過程中受其結構參數及被測流體特性的影響,輸人輸出關系即特性曲線并非是理想直線,如圖所示:
小流量區(qū)普遍存在著“駝峰”狀非線性區(qū),使渦輪流量計在小流量區(qū)測量誤差較大。研究表明:渦輪流量計特性的影響因素很多,主要有被測流體介質粘性,渦輪流量計結構參數及來流速度分布等。對于來流速度分布的影響,實際應用中可控制流量計在安裝管道中的位置(前后保持一定距離的直流管道等措施),使來流速度分布相對均勻,因而木文引用理論計算與實際測量結果吻合較好的理論模型著重就流體介質粘性與流量計結構參數的綜合影響進行探討。
一、理論模型概述：
根據動量矩守衡定律,穩(wěn)定工況下主動力矩與各阻力矩相平衡,如圖所示:
向雷諾數:一平;踢二分別為輪毅端面阻力矩、葉片頂端阻力矩、輪毅表面阻力矩,計算結果表明這三項阻力矩很小,故本文只考慮軸承阻力矩。
二、量系數分解與設計準則的確定：
理想條件下忽略邊界層厚度及各阻力矩的作用,流動出口角即是葉片安裝角,即處二湯,當轉子處于平衡狀態(tài)時幾
矩相互作用的結果,在中、大流量區(qū)由于B較大,△乃、幾作用相對較弱,即流量系數基本為常數,因而流量計線性較好。在小流量區(qū),△幾、幾作用相對顯著,如設計結構參數使△幾、幾(在小流量區(qū)),可使流量計在整個測量區(qū)有較好線性,即:
的同時計算,值結果表明當,,取值4一6之間,小流情區(qū)線性較好,如圖所示:
此可將m值作為一個設計準則來考慮
三、結論：由流體粘度和主要結構參數組成的準則數陰體現了小流量區(qū)主動力矩與阻力矩的綜合作用關系,刀,>6說明主動力矩過剩;,”<4說明阻力矩相對過剩,,,,在4一6之間主動力矩與阻力矩作用相互抵消,此時渦輪流量計有最大的線性范圍。對于軸承阻力不是主要阻力來源的情況可用類似方法獲得設計準則數,為渦輪流量計的設計提供。
