容积式流量计的误差分析
仪器网 · 2012-07-14 23:41 · 22910 次点击
1误差曲线
容积式流量计的相对误差A与累积流址的关系曲线如图4-68所示,从中可见:
(1)在小流量时,误差急剧地向负方向倾斜;
(2)随着流量的增加,误差曲线逐渐向正向移动,并稳定在某一值上;
(3)当流量很大时,某些流量计的误差曲线
又有向负方向倾斜的倾向。
产生这种现象的原因是因为容积式流量计中除了湿式气体流量计外,都不可避免地存在漏流现象。漏流是通过流量计测量元件与壳体之间的间隙直接从人口流向出口的流体,它未经“计量室”的计量,是造成容积式流量计测量误差的主要因素。这个漏流量与间隙、猫度、前后压差以及流过的时间有关。显然,被测流量越大,淞流徽所占相对比例越小,此时误差曲线逐渐趋向于理想状态下的误差曲线,即基本为一常数,如图4-68中的曲线2所示。
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为了减少误差,仪表有一个流量测最下限,即不宜在极小流量下工作,然而流量P,太大又将使运动的测最元件因运动速度提高而增加磨损,所以常根据磨损允许的转速决定允许的流量上限。因此容积式流盆计通常对所测流量有上、下限的限制,童程比经常选在5一10之间。
2主要影响因素分析
图4-68中的曲线3当流量很大时,又有向负方向倾斜的趋势,这主要是由流量计的压力损失AP和流体物性参数变化造成的。
A压力损失
与其他流址计相比,容积式流量计的压力损失是比较大的,尤其是在测量高猫度流体时。它与流龙的关系并非线性,一般呈二次曲线的规律变化。压力损失随流量的增加而增加;对于液体流量计,它还随猫度的增加而增加;对于气体流量计,压力越高,压力损失也越大。引起容积式流童计压力损失的原因主要有以下两个方面:
(1)由于容积式流量计的测量元件是靠被测流体的流动来推动的,因此为克服运动测量元件的机械摩擦阻力,势必要消耗一定的能量,即形成压力损失。
(2)克服流体猫性造成的流动阻力而形成的压力损失。
a层流模型
当流量计的间隙较小,被测流体钻度较大时,可认为通过流量计间隙的漏流是层流流动,其压力损失对流量计误差特性的影响,即漏流量AQ可表示为:
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b湍流模型
当流量计的间隙相对较大,被测流体a度又较小时,可以认为通过流量计间隙的漏流是湍流流动。它几乎不受流体猫度的影响,其漏流量OQ与压力损失的关系为:
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式中C2—与流最计结构有关的常数;
P—被测流体的密度,k岁耐。
实际情况可认为是处于式(4-174)和式(4-175)之间。由于目前容积式流最计的间隙都很小,故当被侧流体为液体时,可按式(4-174)来考虑;当被测流体为气体时,因其黏度较小,可按式(4-175)计算。
随着通过流量计流量的增加,流量计前后的压力损失也增加,漏流也随着增加。有时漏流增加的速度甚至比流量还快,致使有的容积式流量计在流量很大时,其误差曲线向负方向倾斜,如图4-68中的曲线3所示。
B物性参数
流体黏度
流体黏度对流量计误差的影响主要表现在以下两方面:
(1)当流体黏度增加时,流量计内流动阻力增加,这必将导致仪表进出口间压力损失的增加,对于一定的漏流间隙,漏流最将增加。
(2)对于相同的漏流间隙,粘度越高的流体应该越不容易泄漏。所以,当流体钻度增加时,漏流量应减少。
显然,上述两方面的影响是相反的。经研究发现,流体黏度对流量计误差特性的影响不会太大。当测量准确度要求低于I%时,一般可以不考虑猫度的影响。
b流体密度
当被测介质为气体时,主要考虑流体密度对误差的影响。当压力增加使气体密度增加时,流量计前后压力损失也随之增加,但实验表明,当气体密度增加时,容积式流量计的差压随之增加,但漏流量的增加却很小,基本可以忽略。
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