液体流量计的安装条件对于测量效果影响分析

安装条件的影响流场分布
1.1对液体流量计测量的影响
流体在管道中流动时，一般有两种流动状态，即层流流动和湍流流动。层流流动时，管内流体分层流动，各流层之间相互不混杂而平行于管道轴线流动，流层间没有流体质点的相互交换，流体通过一段管道的压力降与流量成正比。而湍流流动时，管内流体不再分层流动，流体质点除了沿管道轴线方向运动外，还有剧烈的径向运动，流体通过一段管道的压力降与流量的平方成正比。
在实际应用中，出于工艺流程的需要，往往需要在管道中加上弯头、阀门、减缩管、渐扩管等阻流件，流体流经这些阻流件之后，流场会发生较大的变化。为了较好的观察流体流经阻流件之后的流场速度分布，选取90°弯头和渐缩管为研究对象，90°弯头的模型和网格划分如图1所示。管道直径为100mm，弯头处的曲率半径为200mm。为了保证流体经过弯头时已充分发展，弯头上游有10D直管段，并且弯头下游有70D直管段。

液体流量计对流场的分布没有严格的要求，因此相比于超声流量计，液体流量计对于上游直管段的要求不需要太长。流体在通过弯头时流场会发生一定的改变，通过弯头之后还需要经过一定的直管段流场才能重新恢复。同样，流体在通过其他上游阻流件如渐缩管、渐扩管、阀门等同样也会发生流场的畸变，需要经过一定的直管段之后，流场才能重新恢复，达到液体流量计测量对流场分布的要求。仪表上游阻流件的影响导致流场的畸变，需要经过一定的直管段才能得到恢复。制造厂也通过不断的优化液体流量计的结构以减小其对流场的依赖，经过不断的努力，现在使用的液体流量计需要一定的前直管段，但也无需太长。大量的实验表明，一般液体流量计上游仍然要有5到10倍管径的直管段。
1.2液体流量计安装位置的影响
传感器安装位置的选择是保证液体流量计正常运行的关键，所以在选择安装位置时应考虑下列因素：
（1）根据液体流量计的测量原理可知，被测流体的流速必须轴对称分布才能保证流量计正常运行，否则容易引起流量计指示不稳，所以安装位置的选择必须使介质满管且保证直管段的要求（一般前5D后3D）。
（2）为避免气泡的影响，安装位置不宜选择在易积聚气体的流体管道的*高点，垂直安装时，应选择流体由下而上的位置。当流体出口为放空状态时，传感器不应安装在管道放空之处，应安装在较低处，并使流体满管。
（3）液体流量计的测量原理就决定了其易受外界电磁干扰的影响，为避免电磁场干扰，安装位置应尽可能地远离有强电磁场的大功率用电设备如大机电、大变压器等。另外，安装时流量计应很好的接地，信号线选用屏蔽线并穿管进行保护。
（4）为避免负压及管道的震动对流量计的影响，安装位置不宜选择在泵的进口或地面有强烈的震动处。如管道振动大，在传感器两边应加装固定管道的支架，以减少震动的影响。（5）被测介质中含有固体颗粒时，水平安装会使衬里和电*过分磨蚀，也会使测量管内径被磨变大，从而产生较大的测量误差，此时应该选择垂直安装。
1.3阻流件的影响在前直管段为20D、10D、5D的各工况中，几乎所有工况对流量计的测量性能影响都在允许的0.5%误差范围内；当前直管段小于5D时，各工况表现出对流量计测量性能影响的差异不同，其中阻流件为DN100球阀+不在同一平面45°双弯头、DN100球阀+DN100单弯头、DN150球阀+90°单弯头+DN150变DN100渐缩管+90°单弯头时，对液体流量计测量性能影响较大。总体来看，液体流量计在复杂工况下所需的前直管段比较短，保守估计，前直管段为10D时均能满足所有工况时的测量精度。

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