转动惯量与力矩的关系天然气流量计的结构及工作原理

娱乐新闻 2020-02-20181未知admin

  用铝合金制成,具有一定角度的螺旋叶片,它固定在壳体收缩段前部,流体产生强烈的漩涡流。

  本身带有法兰,并有一定形状的流体通道,根据不同的工作压力,壳体材料可采用铸铝合金或不锈钢。

  由温度、压力检测模拟通道、流量检测数字通道以及微处理单元、液晶驱动电和其它辅助电组成,并配有外输接口。

  以Pt100铂电阻为温度元件,在一定温度范围内,其电阻值与温度成对应关系。

  以压阻式扩散硅桥为元件,其桥臂电阻在压力作用下会发生预期变化,因此在一定激励电流作用下,其两个输出端的电位差与压力成正比。

  天然气流量计对于测量气体来讲,差压式流量计是一类应用zui广泛的流量计,在各类流量仪表中其使用量占居首位。近年来,由于各种新型流量计的问世,它的使用量百分数逐渐下降,但目前仍是zui重要的一类流量计。差压式流量计是根据安装于管道中标准孔板产生的差压,已知的流体条件和标准孔板与管道的几何尺寸来计算流量的仪表。差压式流量计由一次装置(标准孔板流量计)和二次装置(差压变送器、配电器、和流量计算机)组成。

  式中,J是涡轮的转动惯量。一般情况下,电磁阻力力矩Tre很小。涡轮以恒定的旋车转角速度旋转,因此,旋转角速度w对时间的微分为零。即有:

  如图所示,旋翼的导流片与轴线之间夹角为θ,流体的入口和出口流速为u1和u2。它们与圆周方向的夹角分别是α1和α2。流体对旋翼作用产生的旋转力是圆周方向的。根据动量原理,其圆周方向的力fr等于单位质量流体量在圆周方向的动量变化,即:

  流体离开叶片的相对速度与圆周运动方向夹角等于叶片倾角θ,因此,有:β2=90°-θ。

  a.当与Tr比较,Trm,和Trf可忽略时,即可近似认为它们的值为零,这时,天然气流量计的体积流量qv与涡轮产生的脉冲频率了成正比。

  叶片数Z增加,则K增加,同样脉冲频率体体积流量减小,换言之,同样体积流量时的脉冲数增加。

  倾角θ增加,则K增加,同样脉冲频率体体积流量减小,换言之,同样体积流量时的脉冲数增加。

  叶片半径r减小或流通截A减小,则K增加,同样体积流量时的脉冲数增加。

  考虑实际应用时,涡轮需要先克服静摩擦力矩后才能转动,因此,Trm不为零。仍假设流体阻力力矩Trf忽略。则刚开始旋转时的流量称为始动流量,这时,转动惯量与力矩的关系输出脉冲频率仍为零,即有:

  始动流量与涡轮轴与轴承之间摩擦产生的机械摩擦力矩Trm有关,该力矩大则始动流量也大。

  倾角θ增加,从上式可知,一方面它使始动流量减小;另一方面,它增加了机械摩擦力矩,使始动流量增大。因此,倾角θ有一个优化值。

  叶片半径r增大或流通截A减小,可减小始动流量。但也对仪表系数K有影响。

  流体密度大,则始动流量小。因此,当流体温度变化引起其密度变化时,始动流量变化。

  当流体流量大于始动流量后,流体主推力力矩主要克服流体阻力力矩,可忽略动摩擦力矩。因此,可根据流体流动状态进行。

  层流流动。流体层流流动的阻力力矩可表示为流体体积流量的线是阻力系数;μ是流体黏度。

  紊流流动。流体紊流流动的阻力力矩可表示为流体体积流量的二次方函数:Trf=C2ρqv

  A处的流率对应于始动流率。b-d段的流动状态处于层流状态,c和d分别对应线性zui小和zui大流率。e是误差范围。天然气流量计的范围度可达20:1或更高。

  a.流体黏度的影响。天然气流量计的重要特性是它的高复现性,典型值可达0.02%,而精度达0.25级。根据式(2-102),流体黏度对仪表系数有影响,因此,对高黏度流体,例如,石油化工的流体结算,应考虑黏度的影响。

  平直叶片。图2-51(a)是平直叶片时,流体黏度对仪表系数的影响。可以看到,随黏度的增加,静摩擦力矩增加。因此,层流区段增大,线性范围区段减小,仪表系数也有所提高。

  螺旋叶片。图2-51(b)是螺旋叶片时,流体黏度对仪表系数的影响。可以看到,随黏度的增加,静摩擦力矩增加不明显,因此,层流区段增大不多,线性范围区段减小较少,而仪表系数可基本保持不变。转动惯量与力矩的关系

  气体密度的影响。气体密度随温度压力变化而变化,由于其值是液体密度的千分之几,因此,为获得同样的转动力矩,气体的流速要增大几十倍。这就造成轴承摩擦力矩随位用时间的增加而激烈增大。为此,除了要进行密度补偿外,设计时气体天然气流量计的倾角要小些,以降低叶轮旋转速度。

  流体流动状态的影响。流体进入流量计的流动状态影响仪表系数。为此,应有足够直管段长度,以使流体充分发展,消除进口处流体流速分布的不均匀和不稳定。

  安装方式的影响。水平和垂直方向的安装会影响流量计的仪表系数。要求现场安装方式与标定时安装方式一致,安装偏差不超过5°。

  天然气流量计的压权来自涡子对流体动能产生的机械阻力和流体a滞引起的黏滞阻力。转速越高,机械阻力越大;流体黏度越大,转动惯量与力矩的关系黏滞阻力越大。根据伯努利方程可知,天然气流量计的压损与流体在叶片前平均流速的平方成正比,与流体密度成正比。

  a.叶片平均倾角θ。倾角θ小,同样大小流量下,叶速提高,仪表灵敏度提高。但转速提高使轴承磨损增大,使用寿命缩短。通常对液体,倾角为30°-45°。气体为10°-150°。

  c.叶轮顶径与流量计导管内壁间隙δ。间隙δ过大,流体动能不能充分利用;δ过小,流体黏度影响增大。通常D≤10mm,δ=(0.05,0.07)D;10mm

  d.叶轮根径与流量计导管内径之比k,k越大,仪轰灵敏度越高;但引起叶速提高,磨损增大,压损增大。

  E.叶片重叠度P。P过大,不仅使叶轮重量增大,磨损加剧,也使压损增大。过小则易漏过流体,降低一般灵敏度。一般P=0.9~1.2。

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  1 天然气流量计类型基于当前天然气计量仪器的发展状况,从测量原理角度,天然气流量计可划分为5类,分别为流量计、涡轮流量计、腰轮流量计、孔板流量计以及皮膜表[1-4]。各类流量计具体工作原理和特点等如表1所示。2 计量精度影响因素2.1 压力、温度天然气状态对压力与温度的变化十分,气体体积在计量标准状态下,根据介质材料温度和压力,结合实际天然气运营情况,合理调准天然气标准范围,可以有效降低计量偏差。在北方,冬夏温差大,天然气流量计量误差范围3% ~8%,倘若未制定介质压力和温度计量规范,燃气会有一定程度损失[1-4]。2.2 计量温度天然气计量精度也受到温度变化而变化,温度变化时,测量精度有所降低

  天然气流量计传感器与流量变送器之间的接线不正确。应该对接线,并正确牢固连接。流体流向与流量计传感器集流管上标志的流动方向不一致。或组态流量变送器时将流量方向设置不当,造成误差。应检查有关设置参数和安装,使符合要求。对检测双向流的应用场合,应设置流量方向为双向。安装不合理,造成非满管运行或被测流体被汽化。为此,应改变管,使流体满管运行。或加大流速,提高压力,消除流体汽化。流量变送器未进行组态,使丢失。应检查并全面进行特征化组态示值。安装有不稳定热源,造成天然气流量计工作不稳定。可采用隔热措施,减小外部影响。使用不当引入误差。线圈开或短。可断电后检查线圈阻值,右侧或左侧检测线圈的阻值应保持一致,不超过10

  1、天然气流量计精度高,压力损失小,始动流量低,对温度压力和流量进行自动补偿,电池供电,可输出多种,选用进口轴承,寿命长,安装维修方便。智能型速度式流量仪表是集流量、温度、压力检测功能于一体,并能进行温度、压力补偿,具有准确度高、重复性好、测量范围宽、安装使用方便等优点。2、天然气流量计是一种测量封闭管道中气体介质流量的速度式仪表。适用于燃气及工业领域中的气体量测量。由于其体积小、精度高、重复性好。它吸取了国外同类产品的先进结构,经过优化设计,综合了气体力学、流体力学、电磁学等理论。采用先进的传动结构而自行的新产品。3、天然气流量计是集流量、温度、压力检测功能于一体,并能进行温度、压力、压缩因子自动补偿的新一代

  天然气流量计是我们日常生产及生活中不可或缺的一部分,一旦仪器设备出现故障,该如何进行检查和判断:1、观察法利用视觉、嗅觉、触觉。某些时候,损坏了的元件会变色、起泡或出现烧焦的斑点;烧坏的器件会产生一些特殊的气味;短的芯片会发烫;用也能观察到虚焊或脱焊处。2、敲击法经常会遇到仪器运行时好时坏的现象,这种现象绝大多数是由于接触不良或虚焊造成的。对于这种情况可以采用敲击与手压法。所谓的“敲击”就是对可能产生故障的部位,通过小橡皮鎯头或敲击物轻轻敲打插件板或部件,看看是否会引起出错或停机故障。所谓“手压”就是在故障出现时,关上电源后对插的部件和插头和座重新用手压牢,再开机试试是否会消除故障。如果发现敲打一下机壳正常,再敲打又不

  在天然气流量计的使用中首先遇到的是仪表的选型问题。天然气流量计选型并不是一件容易的事, 它要考虑的因素很多。大致有:仪表性能、流体特性、安装要求、条件、以及价格因素等。要经过周密比较,深思熟虑后才能作出决定。一旦决定有误, 可能使整个测量导致失败。其中对测量对象(即流体的实际状况)的确切了解非常重要, 在此要指出, 并非用户对自己的测量对象都有准确的了解, 往往需要选型设计人员进行深入调查才能搞清楚。在城市燃气系统的计量调压站设计中, 应选择何种流量计, 大致有这样几个方面。对在石油计量系统工作几十年的计量人员来说, 对于天然气等气体计量, 往往会不加思索地选择孔板天然气流量计, 会认为这是早已的。但深入后就清楚地

  内容说明本实用新型是一种涡街流量计结构,属于流量计设备领域。发明背景涡街流量计是根据卡门(Karn)涡街原理研究生产的,主要用于工业管道介质流体的流量测量,如气体、液体、蒸汽等多种介质。其特点是压力损失小,量程范围大,精度高,在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。无可动机械零件,因此可靠性高,量小。仪表参数能稳定。涡街流量计采用压电应力式传感器,可靠性高,可在-20℃~+250℃的工作温度范围内工作。有模拟标准,也有数字脉冲输出,容易与计算机等数字系统配套使用,是一种比较先进、理想的测量仪器。现有技术中的涡街流量计安装过程复杂,不易推广。发明内容针对现有技术存在的不足,本实用新型

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