渦輪流量計工作原理
說到渦輪流量計，相信大家也不陌生了，它廣泛應(yīng)用：石油、有機液體、無機液、液化氣、天然氣、煤氣和低溫流體等，是許多行業(yè)必不可缺少的工業(yè)產(chǎn)品。下面我們就一起來看看渦輪流量計工作原理。讓大家一起來更多的了解它。
渦輪流量計是葉輪式流量(流速計)的主要品種，葉輪式流量計還有風(fēng)速計、水表等。渦輪流量計由傳感器和轉(zhuǎn)換顯示儀組成，傳感器采用多葉片的轉(zhuǎn)子感受流體的平均流速，從而推導(dǎo)出流量或總量。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速（或轉(zhuǎn)數(shù)）可用機械、磁感應(yīng)、光電方式檢出并由讀出裝置進行顯示和傳送記錄。
流量計中渦輪流量計、容積式流量計和科氏質(zhì)量流量計是三類重復(fù)性、精確度佳的產(chǎn)品，而渦輪流量計又具有自己的特點，如結(jié)構(gòu)簡單、加工零部件少、重量輕、維修方便、流通能力大（同樣口徑可通過的流量大）和可適應(yīng)高參數(shù)（高溫、高壓和低溫）等。
渦輪流量計作為通用的流量計高精度，重復(fù)性好，可用于高壓、高溫、低溫及微流量等條件。
當被測流體流過傳感器時，在流體作用下，葉輪受力旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速與管道平均流速成正比，葉輪的轉(zhuǎn)動周期地改變磁電轉(zhuǎn)換器的磁阻值。檢測線圈中的磁通隨之發(fā)生周期性變化，產(chǎn)生周期性的感應(yīng)電勢，即電脈沖信號，經(jīng)放大器放大后，送至顯示儀表顯示。 渦輪流量計的流量方程可分為兩種：實用流量方程和理論流量方程。
( 1 ）實用流量方程
qv = f / K
qm =qv ρ
式中 qv , qm ― 分別為體積流量 m3 ／s , 質(zhì)量流量,kg/s ; f--流量計輸出信號的頻率Hz ；K―流量計的儀表系數(shù)， P / m3 。
傳感器的儀表系數(shù)由流量校驗裝置校驗得出，它不問傳感器內(nèi)部流體的流動機理，把傳感器作為一個黑匣子，根據(jù)輸人（流量）和輸出（頻率脈沖信號）確定其轉(zhuǎn)換系數(shù)，它便于實際應(yīng)用。但要注意，此轉(zhuǎn)換系數(shù)（儀表系數(shù)）是有條件的，其校驗條件是參考條件，如果使用時偏離此條件系數(shù)將發(fā)生變化，變化的情況視傳感器類型，管道安裝條件和流體物性參數(shù)的情況而定。
( 2 ）理論流量方程
根據(jù)動量矩定理可以列出葉輪的運動方程，
J dω/dt=M1-M2-M3-M4
式中 J ― 葉輪的慣性矩； d ω /dt ― 葉輪的旋轉(zhuǎn)加速度； Ml ― 流體驅(qū)動力矩； M2 ― 粘性阻力矩； M3 ― 軸承摩擦阻力矩； M4 ― 磁阻力矩。當葉輪以恒速旋轉(zhuǎn)時， Jd ω /d ＝ 0 ，則 M1=M2+M3+M4 。經(jīng)理論分析與實驗驗證可得
n=Aqv+B-C/qv( 7 . 4 )
式中 n ― 葉輪轉(zhuǎn)速； qv ― 體積流量； A ― 與流體物性（密度、粘度等），葉輪結(jié)構(gòu)參數(shù)（葉片傾角、葉輪直徑、流道截面積等）有關(guān)的系數(shù)； B ― 與葉片頂隙，流體流速分布有關(guān)的系數(shù)； C ― 與摩擦力矩有關(guān)的系數(shù)。
當流場有旋渦和非對稱速度分布時水動力學(xué)特性就非常復(fù)雜。不能用理論式推導(dǎo)儀表系數(shù)，儀表系數(shù)仍需由實流校驗確定。但是理論流量方程有巨大的實用意義，它可用于指導(dǎo)傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計及現(xiàn)場使用條件變化時儀表系數(shù)變化規(guī)律的預(yù)測和估算 .
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