2024-01-31 服務與支持 瀏覽 2899
1 .引言
流量計實流校準時的參比條件是流動狀態必須為定常流(穩定流)。所謂定常流就是流場中各點處的流速、壓力、密度和溫度等諸參數不隨時間變化的一種流動狀態。
真正的定常流只有層流條件下才存在，大多數工業管流為紊流(也稱湍流)狀態，其流動參數在與時間無關的平均值附近隨時間有微小的變化，只能稱"統計定常流"或"平均定常流"。如果這種波動類似于充分發展的管流，而且無周期脈動，就像ISO 5167~ 1中規定的那樣，則儀表顯示的瞬時流量與正常測量不確定度應該無任何差異。
如果流動流體的某個參數如流速、壓力、密度、溫度等不斷地隨時間變化，就稱非定常流。如果測量管段中的流量雖為時間的函數，但在足夠長的時間間隔內的平均值是一個常數，則稱這種流動為(具有恒定平均值的)脈動流。它是非定常流中的一種流動狀態。
脈動流可分為周期性脈動流和隨機波動脈動流。有關文獻中討論的通常指周期性脈動流。
2.脈動流的產生
脈動常見于工業管流，它多由旋轉式或往復式壓氣機、鼓風機和泵產生。管道中流體的共振和流量控制設備的周期振蕩，例如控制閥的振蕩，也是脈動的主要起因。流體在以較高的流速流過t型接頭中的直線管段時，常會引發三通中的第三只口內流體脈動。脈動一旦形成就會在流體中傳播，不但可向脈動源的下游傳播，也可向其上游傳播。脈動經一段距離的傳播常因壓縮作用而強度減弱。
3.脈動流對流量測量儀表的影響
對于有固定周期的脈動流，可用周期來描述其脈動出現的頻繁程度。一個周期有的可能要數小時，有的可能只需幾秒鐘。周期長、幅值較小的脈動，一般說來各種流量計都能跟蹤這種變化，同時保持它們參比條件下的準確度。
周期短、幅值較大的脈動，對除容積式流量計之外的絕大多數種類流量計都有較顯著影響，出現較大誤差。
(1)脈動流對差壓式流量計的影響
在脈動流狀態下，孔板流量計示值誤差的影響來自兩個方面，一是對孔板流量計一次元件所產生的影響，即孔板流量計在測量脈動流時存在的原理上的誤差；二是對孔板流量計的差壓信號傳遞和轉換系統所產生的影響，以及流量計二次儀表中所采用的流量計算方法的影響。除此之外，在脈動流條件下，管道橫截面上流速分布廓形可能不同于相同平均流量的定常流動狀態下的流速分布廓形形狀，也對儀表示值造成一定影響。
(2)脈動流對旋渦流量計的影響
脈動流對旋渦流量計的影響主要取決于脈動的幅值和脈動頻率同旋渦剝離頻率之比。當脈動幅值較小，在旋渦探測器上產生的信號幅值低于旋渦流量計門限值時，這種脈動被旋渦流量計中的噪聲鑒別電路當作噪聲而濾除。當脈動幅值足夠大時，與脈動頻率相對應的干擾同旋渦產生的信號混在一起而無法分離，最后被當作旋渦去計算流量，使得儀表示值偏高。當然脈動頻率有高有低，如果脈動頻率與旋渦剝離頻率之比很小，則對儀表示值影響也小，反之影響則大。
4. 脈動流的流量測量
由于流動脈動對絕大多數流量計均帶來誤差增大的嚴重后果，因此近幾十年以來，吸引了很多研究者對脈動流進行大量的研究。
脈動流流量測量方法有三種：
a.用響應快的流量計；
b.用適當的方法將脈動衰減到足夠小的幅值，然后用普通流量計進行測量；
c.對在脈動流狀態下測得的流量值進行誤差校正。
有的系統中， b、C兩種方法需結合起來才能實現測量，這是因為脈動幅值大，超出估算公式的適用范圍，若僅用阻尼方法，衰減后的脈動幅值又未進入穩定流范圍。
因此，合理選擇測量點的位置，避開脈動源的影響，是個簡單而有效的方法。在使用圣世援超聲波流量計時在M40菜單可以通過設置阻尼系統來削弱脈動流對流量測量結果的影響。
