摘(zhai)要:葉(ye)輪是(shi)渦輪(lun)流量計 的(de)重要組成(cheng)部分,根據(ju)理論模(mo)型(xing)可知(zhi)，葉輪對(dui)渦輪流(liu)量計的計量性(xing)能具(ju)有一定的(de)影響。針對不同(tong)葉輪(lun)對(dui)渦(wo)輪流(liu)量計的(de)影(ying)響,通(tong)過試驗(yan)的方法(fa),分析了(le)改(gai)變葉(ye)輪傾(qing)斜角對渦(wo)輪流(liu).量(liang)計計量性能(neng)的影(ying)響。結(jie)果表(biao)明,角度較(jiao)大的(de)葉輪B對其(qi)誤差(cha)曲(qu)線(xian)影響較小(xiao);角度較小(xiao)的葉輪(lun)A對(dui)其誤(wu)差曲(qu)線(xian)影響較(jiao)大。
　　渦(wo)輪(lun)流(liu)量計(ji)具有(you)精(jing)度高、重(zhong)複性好、結(jie)構簡(jian)單、測(ce)量範(fan)圍廣(guang)、體積小、質(zhi)量輕(qing)、壓力(li)損失小、維(wei)修方便(bian)等優點(dian),被廣泛應(ying)用在(zai)石油、化(hua)工、冶金(jin)、城市(shi)燃氣管網(wang)等行業中(zhong)1。随着渦輪(lun)流量(liang)計的(de)大量(liang)使(shi)用，用戶對其計(ji)量準确(que)度的(de)要求也越(yue)來越(yue)高。
　　葉輪傾(qing)斜角(jiao)θ或(huo)葉(ye)片數Z是渦(wo)輪(lun)流量計(ji)設計(ji)中的(de)重要(yao)參數(shu),直(zhi)接(jie)影響(xiang)流量計的(de)計量性能。θ角減小，當(dang)進人流量(liang)計被(bei)測流(liu)體流速相(xiang)同時，葉輪(lun)速度将提高。當其它(ta)條件不變(bian)時,随着θ角(jiao)減小,葉輪(lun)轉速(su)增大(da),提高.了儀表(biao)的(de)靈敏(min)度。但(dan)轉速(su)提高使阻(zu)力矩(ju)增大(da),被測流(liu)體(ti)的壓(ya)力損(sun)失(shi)增(zeng)大,軸(zhou)承磨(mo)損增(zeng)大，儀(yi)表壽(shou)命(ming)降低。
　　在(zai)研發(fa)氣休(xiu)渦輪(lun)流量(liang)計的(de)過程(cheng)中，針對(dui)葉輪傾(qing)斜角(jiao)θ大(da)小的改(gai)變對(dui)渦輪(lun)流量計性(xing)能的影響(xiang)進行研究。
1渦輪(lun)流量計的測量(liang)原理與(yu)結(jie)構
1.1基(ji)本結構(gou)
　　渦(wo)輪流(liu)量計主(zhu)要山整(zheng)流器(qi)、葉(ye)輪、磁性(xing)聯軸器、機械計數器、内輪(lun)變速(su)器等組件組成(cheng)。
1.2 基本(ben)原理
　　渦輪(lun)流量計是(shi)一-種(zhong)流體(ti)測量裝置(zhi)，流體的動(dong)力驅使葉輪(lun)旋(xuan)轉,其(qi)旋轉速(su)度(du)與體積流量近似成(cheng)正比例。通(tong)過流(liu)量計的(de)流體體(ti)積是(shi)基(ji)于(yu)葉輪(lun)的旋(xuan)轉數(shu)得到(dao)的,主要是(shi)運用磁電(dian)轉換裝置(zhi)或者機械(xie)輸出裝置(zhi)将渦輪轉(zhuan)速轉化(hua)成(cheng)電脈(mo)沖,二次儀表進(jin)行計(ji)算和(he)顯示(shi)，由單(dan)位時間内(nei)電脈(mo)沖(chong)和累計電脈沖(chong)數來反(fan)映瞬時(shi)和累計(ji)流量(liang)。
1.3 葉輪
　　渦輪(lun)葉輪亦稱(cheng)葉輪，一般采(cai)用(yong)工程(cheng)塑料、鋼或(huo)鋁合金材(cai)質,其作用(yong)是把流(liu)體(ti)動能(neng)轉換(huan)成機(ji)械能(neng)。按照設計(ji)要求(qiu),葉輪(lun)葉片(pian)數爲(wei)Z= 12~20,葉片傾斜(xie)角θ=30~45°,重(zhong)疊度(du)爲(wei)1~1.2,葉片與(yu)内機(ji)光(guang)間(jian)隙爲0.5~1 mn。爲提(ti)高(gao)渦輪流(liu)量計的計量性(xing)能，可适(shi)當(dang)增加(jia)葉片數或調整傾斜(xie)角(jiao)3)
1.4理(li)論依(yi)據
渦輪(lun)流(liu)量計(ji)的數(shu)學模型爲(wei)

　　式中:J爲(wei)渦(wo)輪的(de)轉動(dong)慣量;w爲渦(wo)輪葉輪的(de)旋轉(zhuan)角速度(du);7,爲流體(ti)對葉片産(chan)生的推動(dong)力矩;Tm爲渦(wo)輪軸與軸(zhou)承之間摩(mo)擦(ca)産生的(de)機械摩擦阻力(li)矩;Ts爲(wei)流體通過(guo)渦輪(lun)時(shi)産(chan)生的流動阻力矩;Tm爲(wei)電磁轉(zhuan)換(huan)器對渦輪(lun)産生的電(dian)磁阻力矩(ju);Z爲渦(wo)輪葉片(pian)數(shu);θ爲葉(ye)片傾斜(xie)角;r爲葉(ye)片的平均半徑(jing);A爲流通截面積(ji);p爲流(liu)體的密度(du);f爲信号(hao)脈(mo)沖頻(pin)率;q爲(wei)體積流量(liang);K爲儀(yi)表(biao)系(xi)數;q。爲(wei)瞬時(shi)體積流量(liang)。
　　根據數(shu)學(xue)模型可以(yi)定性判斷(duan)出渦輪流量計(ji)的計(ji)量性能與(yu)葉輪的(de)葉(ye)片傾斜角(jiao)有關，筆者(zhe)選取不同(tong)θ角的(de)葉輪在同(tong)一台(tai)渦輪(lun)流量(liang)計上(shang)進行(hang)試(shi)驗，分析(xi)其對渦(wo)輪(lun)流量計的(de)影響。
2試驗(yan)及試(shi)驗數據分(fen)析
2.1試(shi)驗介紹
　　試(shi)驗選(xuan)取相同内(nei)徑、外徑的葉輪(lun),隻是葉(ye)輪(lun)的傾(qing)斜角(jiao)、葉片(pian)數及(ji)質量可(ke)能(neng)不同(tong),對渦輪流量計(ji)的性能(neng)進(jin)行研究。葉(ye)輪傾(qing)斜角(jiao)的平面(mian)圖如圖1所示(shi)。

2.2試(shi)驗及試(shi)驗數(shu)據處理
　　計(ji)算流(liu)量計(ji)的相(xiang)對示(shi);值誤(wu)差爲(wei):

　　式中(zhong):Eij爲(wei)第i檢定(ding)點第(di)j次檢(jian)定被(bei)檢流(liu)量(liang)計的相(xiang)對示值誤(wu)差,%;Vij爲(wei)第i檢(jian)定點(dian)第j次(ci)檢定時(shi)流(liu)量計(ji)顯示(shi)的累積流(liu)量值,m3;(V,)ij爲第(di)i檢定(ding)點第(di)j次(ci)檢定時(shi)标準(zhun)器換(huan)算到(dao)流量(liang)計處狀态(tai)的累積流(liu)量值(zhi),m3。
　　試驗(yan)選(xuan)取一台(tai)0.5級标準的TGM/G250/DN80/PN16氣體(ti)渦輪流(liu)量計，選(xuan)用兩(liang)種不(bu)同參數的(de)葉輪,在試(shi)驗中研(yan)究(jiu)葉輪(lun)對渦輪流量計(ji)計量(liang)性能(neng)的影(ying)響。
試(shi)驗所用葉(ye)輪A與(yu)B的(de)差(cha)别見表1。

　　試驗之前，分(fen)别對裝(zhuang)有不同(tong)葉輪(lun)的(de)渦輪流(liu)量計進行(hang)空載(zai)計時(shi),見表(biao)2。

選用(yong)葉輪(lun)A時(shi)的(de)試驗數據見(jian)表3。
選用(yong)葉輪B時的試驗(yan)數據(ju)見表4。
　　根據(ju)表3和表4作(zuo)出葉(ye)輪A和(he)葉(ye)輪(lun)B的誤(wu)差曲(qu)線圖(tu),如圖(tu)2和圖3所示,葉輪(lun)A在流量20~400 m2/h時,0.5級是(shi)合格(ge)的，在(zai)100m3/h誤差(cha)出現(xian)突變(bian)情況(kuang);葉輪(lun)B在流量12~400m*/h時(shi),0.5級是合格(ge)的。
根(gen)據表(biao)3和表(biao)4作出(chu)葉輪A和(he)葉(ye)輪B的誤差(cha)對比圖,如(ru)圖4所(suo)示(shi)。

　　由圖4可(ke)以看(kan)出，葉(ye)輪B的(de)誤差曲線在流量點(dian)50~400 m3/h的線性比(bi)葉輪A的(de)線(xian)性要(yao)好;在流量(liang)點8~12 m3/h，誤(wu)差大概(gai)爲(wei)-1%~- -3%左右(you)，均爲(wei)不合格點(dian)。

3結論
通過(guo)試驗(yan)，分别(bie)對不同傾(qing)斜角葉(ye)輪(lun)進行(hang)研究,得出如下(xia)結論:
(1)葉輪(lun)B在小(xiao)流量(liang)點的誤差(cha)優于葉(ye)輪(lun)A;
(2)兩葉(ye)輪在流量點100m3/h都(dou)出現誤差突變(bian);
(3)葉輪(lun)A在(zai)線(xian)性區(qu)誤差(cha)更趨(qu)近零(ling)點;
(4)葉(ye)輪B在線性(xing)區誤(wu)差偏(pian)離零(ling)點,但(dan)是(shi)仍在誤(wu):差範(fan)圍(wei)内;
(5)對于(yu)量程大(da)的渦輪(lun)流量(liang)計,應(ying)該優(you)選傾(qing)斜角(jiao)較小(xiao)的葉輪;而對于(yu)量程(cheng)小的渦輪(lun)流量計(ji)，應(ying)該優選傾(qing)斜角較大(da)的葉(ye)輪;
(6)在(zai)小流(liu)量點(dian)區域,不管(guan)是葉(ye)輪A還(hai)是葉(ye)輪B,計(ji)量(liang)誤(wu)差仍(reng)然很(hen)大。
　　總(zong)之，葉(ye)輪傾(qing)斜(xie)角隻影(ying)響誤(wu)差曲(qu)線在線性區偏離零(ling)點的幅度,但是(shi)在小流量(liang)點誤(wu)差仍然很(hen)大,給(gei)貿易計(ji)量帶來(lai)了不(bu)公平，因此(ci),接下(xia)來(lai)的研究(jiu)工作主(zhu)要(yao)是解(jie)決小(xiao)流量點誤(wu)差偏大的(de)問題。

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