容积式流量计的误差分析——主要影响因素分析
图4-68中曲线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△p和流体物性参数变化造成的。
一、压力损失
与其他流量计相比,容积式流量计的压力损失是比较大的,尤其是在测量高黏度流体时。它与流量的关系并非线性,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。引起容积式流量计压力损失的原因主要有以下两个方面:
a、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。
b、克服流体黏性造成的流动阻力而形成的压力损失。
1、层流模型
当流量计的间隙较小,被测流体黏度较大时,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△Q可表示为:△Q=C1.△p/η
其中△Q——漏油量,m³/s;C1——与流量计结构有关的常数;△p——压力损失,Pa;η——被测流体的动力黏度,Pa.s。
2、湍流模型
当流量计的间隙相对较大,被测流体黏度又较小时,可以认为通过流量计间隙的漏流是湍流流动。它几乎不受流体黏度的影响,其楼流量△Q与压力损失的关系
![公式一](/uploadfile/2012_08_30_15204946.jpg)
式中 C2——与流量计结构有关的常数;P——被测流体的密度,kg/m³。
实际情况可认为是处于式(4-174)和式(4-175)之间。由于目前容积式流量计的间隙都很小,故当被测流体为液体时,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很大时,其误差曲线负方向倾斜,如图4-68中曲线3所示。
二、物性参数
a、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,漏流量将增加。
2、对于相同的漏流间隙,黏度越高的流体应该越不容易泄漏。所以,当流体黏度增加时,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1%时,一般可以不考虑黏度的影响。
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。 |