流量計(jì)實(shí)流校準(zhǔn)時(shí)的參比條件是流動(dòng)狀態(tài)必須為定常流(穩(wěn)定流)。所謂定常流就是流場(chǎng)中各點(diǎn)處的流速、壓力、密度和溫度等諸參數(shù)不隨時(shí)間變化的一種流動(dòng)狀態(tài)。
如果流動(dòng)流體的某個(gè)參數(shù)如流速、壓力、密度、溫度等不斷地隨時(shí)間變化,就稱(chēng)非定常流。如果測(cè)量管段中地流量雖為時(shí)間的函數(shù),但在足夠長(zhǎng)的時(shí)間間隔內(nèi)的平均值是一個(gè)常數(shù),則稱(chēng)這種流動(dòng)為(具有恒定平均值的)脈動(dòng)流。它是非定常流中的一種流動(dòng)狀態(tài),
脈動(dòng)流可分為周期性脈動(dòng)流和隨機(jī)波動(dòng)脈動(dòng)流。有關(guān)文獻(xiàn)中討論的通常指周期性脈動(dòng)流。
脈動(dòng)流的發(fā)生
流動(dòng)脈動(dòng)流常見(jiàn)于工業(yè)管流,它可能又旋轉(zhuǎn)式或往復(fù)式原動(dòng)機(jī)、壓氣機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、泵產(chǎn)生,帶翼的旋轉(zhuǎn)機(jī)械也能以葉片通過(guò)頻率產(chǎn)生小的脈動(dòng)。有的容積式流量計(jì)也能產(chǎn)生脈動(dòng)。振動(dòng)引起的共振,管道運(yùn)行和控制系統(tǒng)的振蕩,閥門(mén)“獵振(hunting)、管道配件、閥門(mén)或旋轉(zhuǎn)機(jī)械引起的流動(dòng)分離,也是流動(dòng)脈動(dòng)可能的來(lái)源。流動(dòng)脈動(dòng)還可能有流量系統(tǒng)和多相流引起的流體動(dòng)力學(xué)振蕩所引發(fā)。例如流體流過(guò)測(cè)溫保護(hù)管,如同流過(guò)渦街流量計(jì)的旋渦發(fā)生體而產(chǎn)生渦列;在三通連接的流路中,自激引起流體振蕩等。
從現(xiàn)場(chǎng)儀表指示往往看不出工業(yè)管流中脈動(dòng)的存在,這是因?yàn)槠匠J褂玫?/span>流量計(jì)、壓力計(jì)響應(yīng)較慢,而且設(shè)有阻尼,但事實(shí)上,流動(dòng)脈動(dòng)可能是存在的。脈動(dòng)還可以從上游傳遞到下游,也可以從下游回溯到上游,所以脈動(dòng)源可能在流量計(jì)的上游影響其示值,也可能在流量計(jì)的下游影響其示值。然而從脈動(dòng)源到流量計(jì)的距離增大能使脈動(dòng)衰減,幅值變小?梢酝ㄟ^(guò)可壓縮性效應(yīng)(包括氣體和液體),使之衰減到在流量計(jì)安裝地點(diǎn)探測(cè)不到脈動(dòng)幅值。
流動(dòng)脈動(dòng)頻率范圍從若干分之一赫到數(shù)百赫,脈動(dòng)幅值從平均流量的百分之幾到百分之一百,甚至更大,都是可能的。在脈動(dòng)幅值小的時(shí)候,往往難以區(qū)別脈動(dòng)流和紊流。
脈動(dòng)流的主要參數(shù)有脈動(dòng)幅值、脈動(dòng)頻率和脈動(dòng)波形。其中,脈動(dòng)幅值多用流速波動(dòng)均方根值與時(shí)均流速之比來(lái)表示。
穩(wěn)定流閾值
目前工業(yè)上常用流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范都指明流量計(jì)只能用于穩(wěn)定流,它是流量計(jì)基本誤差參比條件之一。實(shí)際上,各類(lèi)流量計(jì)應(yīng)用穩(wěn)定流都有一個(gè)閾值,即允許的非定常流的界限值。
(1)差壓式流量計(jì)
(2)渦輪流量計(jì)
(3)渦街流量計(jì)
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