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在实验室中,流量仪表应处于较为理想的流

 动状态中,它应是: 

 

◇ 牛顿流体:在流程工业中,除食品工业多为 牛顿流体。 

 

◇ 定常流:测量管段中流量不随时间变化的一种流动状态,但有缓慢的变化是允许的,在
工业中所说的脉动流

(流量随时间变化较快的一种流动状态)即非定常流。在工业现场中由于

泵、压气机、

 鼓风机、某些调节器、阀门的振荡都将产生脉动流,它将给流量仪表带来较大的

误差。早在

1956 年 Head 就提出了这个问题,并提出了脉动系数 Ip 的概念,以界定脉动流

对流量测

 量的影响,并认为当 Ip 小于 0.03 时就可以视为定常流;大于 0.03 就应给予重视。 

1989 年,Mottram 和 Sproston 就指出了脉动流会给流量 仪表带来误差,这种影响对差压式
流量仪表尤为严重。其他如:对涡轮流量计脉动流会引起转子转速的变化;对涡街流

 量计

如脉动的频率与涡街频率相近,将产生所谓

“同步现象”,也会产生很大的误差。对流体而言,

气体的可压缩性

 优于液体,脉动流在流动中将很快被衰减,对流量仪表的影响将小于液体。

人们关注脉动流对流量仪表的影响已近

60 年,虽然也开展了许多研究力图进行修正,但至

今尚缺乏足够的数据。当前常用的方法是在管道中采用滤波器来消除

(或减轻)它的影响。 

 

◇ 单相流体:流量仪表在单相或者多相流体的测量结果有 很大的差异,本文只讨论单相流
量仪表的测量,流量仪表也仅是在单相流量实验室进行校验,而在现场应用中,将不可避
免地会遇到多相流体的问题。

 

在流程工程中,由于流体流经各种阻力件,将不可避免

 地产生摩阻、分离,以及由于截面

的变化、压力的下降,使溶于液相中的气相分离出来产生空穴,对于节流装置来说由

 于孔

板的流动变化较为剧烈产生空穴的机率将为文丘利管的

8 倍,道尔管的三倍,空穴的产生

如能限制在一定范围内,所产生测量误差可高达

20%,如果失控发展太大,将可能损坏仪

表。

 

对于气固,及液固两相流来说,对于流量仪表的测量也将带来较大的误差及危害,这些已
在上节流体的性状中有所表述,不再赘述。避免的方法,是尽可能地将流量仪表安装在垂直
的管道上方,以避开固相的沉积。

 

 

◇ 充分发展紊流:众所周知,管道中的流速分布影响了绝大部分原理(科氏、容积除外)流量
仪表的准确度,所以

ISOTC30 规定流量仪表要保持较高的准确度必需安装在充分发展紊流

中,当然流量实验室也应具有充分发展紊流,这样校验

 的流量系数才有意义。一般来说,

只要具备了

30D(D 为管内 径)的直管段长度就可获得充分发展紊流。 

但是在工程日益现代化、大型化的趋势下,工程中管径日益增大,工艺设计从节约场地出发
从未考虑流量仪表维持较高准确度所必需的直管段长度,且现场的阻力件品种成千上万,
组合形形色色,管道中的流速分布十分复杂,在试验室理想条件下所校验的流量系数,由
于流场差异,不可能无误地传递给现场的流量仪表,因此难以得到较高的准确度。

 

上述讨论了影响流量仪表准确度的因素如流体的物性、

 性状和流动特性,都可修正或采取

一定措施减轻或消除其影响,唯独流速分布很难解决,因为工艺设计不可能照顾到流量仪