渦輪流量計的儀表系數(shù)
式中 K——渦輪流量計的儀表系數(shù);
f——渦輪流量計接收到的高頻脈沖數(shù); 渦輪流量計的儀表系數(shù)是參與貿(mào)易計算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),在流量計的流量范圍內(nèi),儀表系數(shù)是一個固定的常數(shù),其數(shù)值是由檢定給出的,每次對貿(mào)易流量計進行標(biāo)定,都會給出流量計當(dāng)前的儀表系數(shù)。儀表系數(shù)的計算公式如下:
式中 n——為渦輪葉片數(shù); θ——渦輪葉片與軸線的夾角(rad); r——流體推動力作用在葉片上的平均半徑(mm); A——流通截面面積(mm2); Trm——機械摩擦阻力矩(N.m); ρ——流體的密度(g/m³); qv——流體的流量(m³/h); Trf——流體阻力矩(N.m)。
渦輪流量計屬于速度式流量計,其葉片轉(zhuǎn)動存在動力和阻力,動力的來源就是管道內(nèi)氣體對葉片的推動力,阻力的主要來源就是內(nèi)部轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)的摩擦力[15]。
渦輪流量計轉(zhuǎn)動的動力來自于管道內(nèi)部燃氣流動時作用在葉片上的作用力,因此葉片的好壞對于渦輪流量計的動力大小起著決定性的作用,因此說葉片會對渦輪流量計的儀表系數(shù)產(chǎn)生影響。如果儀表的葉片產(chǎn)生磨損或者角度產(chǎn)生了變化的故障,那么葉片與軸線的夾角 θ 就會產(chǎn)生變化,如果夾角 θ 的正切值變大,那么根據(jù)儀表系數(shù)的計算公式2-2 可知故障后的儀表系數(shù) K’與儀表系數(shù)真值 K 相比變大了,根據(jù)公式 2-1 可知儀表系數(shù)變大,那么流量計示數(shù) qv’比流量真值 qv 小;相反的如果夾角 θ 的正切值變小,引起流量計的示數(shù) qv’比實際流量值 qv 小。
Trf 為流體阻力矩,在渦輪流量計的使用中其流體阻力通常忽略不計,因此渦輪流量計的阻力來源就是機械摩擦阻力。機械摩擦阻力矩 Trm 是由軸承或者說機芯轉(zhuǎn)動摩擦所產(chǎn)生的,因此軸承或者機芯出現(xiàn)故障后的機械摩擦阻力矩 Trm’變大,由 2-2 式可知故障后渦輪流量計的儀表系數(shù) K’與儀表系數(shù)真值 K 相比變小,根據(jù)公式 2-1 可知儀表系數(shù)變小,那么流量計示數(shù) qv’比流量真值 qv 大。但是當(dāng)渦輪流量計軸承或者機芯產(chǎn)生磨損后,受到摩擦阻力增大的原因影響,渦輪流量計的轉(zhuǎn)動速度也會降低很多,這意味著故障后渦輪流量計輸出的高頻脈沖信號會大幅度降低,引起流量計示數(shù) qv’比流量真值 qv小。因此渦輪流量計軸承或者機芯出現(xiàn)故障后,需要綜合考慮機械摩擦阻力矩和高頻脈沖數(shù)減少兩方面的影響,但是往往高頻脈沖數(shù)變化對于渦輪流量計的影響大于機械摩擦阻力矩變化帶來的影響。