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插入式流量計(jì)的實(shí)驗(yàn)方法與結(jié)果及分析

發(fā)布時(shí)間:2024-06-04 08:36:51 點(diǎn)擊次數(shù):
 
  選擇水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置,管道直徑300mm,測(cè)量段.上游長(zhǎng)度約7000mm,下游長(zhǎng)度5000mm,滿足流量計(jì)的安裝要求,并選用一種插入式超聲波流量計(jì)。其測(cè)量原理為超聲波束在液體中傳播時(shí),流體的流動(dòng)使傳播時(shí)間產(chǎn)生微小變化,且傳播時(shí)間的變化與液體的流速成正比,從而得到液體的流速。水溫29.3℃,通過查表可得取水的運(yùn)動(dòng)粘度v=8.2x10-7m2/s,并根據(jù)邊界層效應(yīng),平均流速選取(0.242+0.013)R=38.25mm(即rx=111.75mm)。同時(shí),為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有較好的對(duì)比性,單點(diǎn)流速法選擇與其相接近的位置,流量計(jì)探頭安裝位置rx=110mm,即距離管道內(nèi)壁40mm處。兩種方法試驗(yàn)時(shí),流速從0.5m/s開始,以0.5m/s為測(cè)量間隔,逐漸將流速增加至3.5m/s,測(cè)量不同流速時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)流速與被測(cè)流速,并采用單點(diǎn)流速法,以被測(cè)流速為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算平均流速;然后,采用平均流速法,以被測(cè)平均流速計(jì)算被測(cè)流量。其中,平均流速法是通過在平均流速測(cè)量點(diǎn)直接測(cè)得流速,并采用流速與流量計(jì)算公式得到流量。將兩種方法測(cè):量計(jì)算得到的流量與標(biāo)準(zhǔn)流量進(jìn)行計(jì)算,即可得到示值誤差。
1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
1.1單點(diǎn)流速法測(cè)量數(shù)據(jù)
  單點(diǎn)流速法測(cè)量數(shù)據(jù)與計(jì)算結(jié)果如表1所示。
 
  由表1可知,被測(cè)平均流速均小于被測(cè)流速,且差值會(huì)隨流速的增加而逐漸變大;被測(cè)流速與標(biāo)準(zhǔn)流速存在一定的差值,當(dāng)流速在3.5m/s左右時(shí),與標(biāo)準(zhǔn)流速相差可達(dá)0.053m/s,與被測(cè)平均流速差值約為0.04m/s。差值產(chǎn)生的主要原因是測(cè)量管道的口徑、超聲波探頭的安裝位置、雷諾數(shù)與n值的計(jì)算取舍。此外,流量的穩(wěn)定性也是不可忽略的因素。
2 平均流速法測(cè)量數(shù)據(jù)
  平均流速法測(cè)量數(shù)據(jù)與計(jì)算結(jié)果如表2所示。
 
  由表2可知,通過流量計(jì)測(cè)量可得被測(cè)平均流速,可直接計(jì)算流量,過程較為簡(jiǎn)單,且不涉及雷諾數(shù)等參數(shù),減小了附加誤差。
2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
  插入式超聲波流量計(jì)適用于大口徑管道的測(cè)量,實(shí)驗(yàn)選用的DN300mm管道,由于超聲探頭離管壁較近,在管壁摩擦力的作用下,會(huì)造成低流速情況下邊界層較厚,影響較大,但邊界層會(huì)隨流速的增加而逐漸變薄,且大部分流體處于正常的紊流狀態(tài),影響較小,使流速趨于標(biāo)準(zhǔn)流速。因此,根據(jù)表1、表2的數(shù)據(jù)可知,在流速相近的情況下,當(dāng)單點(diǎn)流速法和平均流速法在低流速時(shí),前者誤差優(yōu)于后者,且二者均為負(fù)值。同時(shí),隨著流速的增加,誤差值會(huì)逐漸接近,變?yōu)檎担液笳邇?yōu)于前者。
 
 

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