為什么流量?jì)x表現場(chǎng)準確度低于校驗？
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影響流量?jì)x表準確度的主要因素
排除流量?jì)x表原理與結構自身的原因，影響其準確度的外在因素主要歸結為以下三個(gè)方面：
(1) 流體的物性
在試驗中常用的介質(zhì)為水、空氣及油品。 而在現場(chǎng)應用中面臨的將是數以萬(wàn)計的各種流體，其物性(如密度、黏度、電導體、導熱系 數，聲速、成分……)均不同于在試驗中常用的介質(zhì)，將或多或少地影響流量?jì)x表的準確度。 但這些流體的物性可以通過(guò)一些工程手冊查到，并給予修正以減輕其影響。這也是流量?jì)x表智能化的一項重要內容。
(2) 流體的性狀
在現場(chǎng)通過(guò)流量?jì)x表的流體不可能如實(shí)驗 室所用流體那么潔凈，它們可能會(huì )有沉淀物， 有腐蝕性。使用一段時(shí)間后，還會(huì )在管邊檢測 件上產(chǎn)生積垢、磨損、腐蝕。在管壁上的沉淀 物將改變管道的壁厚及粗糙度。對標準孔板而 言會(huì )改變β值，造成±3~10%的誤差；對渦輪、轉子、容積式流量計的運動(dòng)件造成磨損、 腐蝕，輕則產(chǎn)生誤差，重則無(wú)法工作；對電磁 流量計的電極、超聲流量計的換能器、熱式流量計的熱電阻的污染會(huì )降低其靈敏度，增大誤差；對差壓式流量計取壓孔的造成阻塞，等等。當然這個(gè)過(guò)程是緩慢的，但絕不能掉以輕心。而只要重視定期維修并形成制度也可以減輕(或消除)其影響。
(2) 流體的性狀
在現場(chǎng)通過(guò)流量?jì)x表的流體不可能如實(shí)驗 室所用流體那么潔凈，它們可能會(huì )有沉淀物， 有腐蝕性。使用一段時(shí)間后，還會(huì )在管邊檢測 件上產(chǎn)生積垢、磨損、腐蝕。在管壁上的沉淀 物將改變管道的壁厚及粗糙度。對標準孔板而 言會(huì )改變β值，造成±3~10%的誤差；對渦輪、轉子、容積式流量計的運動(dòng)件造成磨損、 腐蝕，輕則產(chǎn)生誤差，重則無(wú)法工作；對電磁 流量計的電極、超聲流量計的換能器、熱式流量計的熱電阻的污染會(huì )降低其靈敏度，增大誤差；對差壓式流量計取壓孔的造成阻塞，等等。當然這個(gè)過(guò)程是緩慢的，但絕不能掉以輕心。而只要重視定期維修并形成制度也可以減輕(或消除)其影響。
(3) 流動(dòng)的特性
在實(shí)驗室中，流量?jì)x表應處于較為理想的流 動(dòng)狀態(tài)中，它應是：
◇ 牛頓流體：在流程工業(yè)中，除食品工業(yè)多為 牛頓流體。
◇ 定常流：測量管段中流量不隨時(shí)間變化的一種流動(dòng)狀態(tài)，但有緩慢的變化是允許的，在工業(yè)中所說(shuō)的脈動(dòng)流(流量隨時(shí)間變化較快的一種流動(dòng)狀態(tài))即非定常流。在工業(yè)現場(chǎng)中由于泵、壓氣機、 鼓風(fēng)機、某些調節器、閥門(mén)的振蕩都將產(chǎn)生脈動(dòng)流，它將給流量?jì)x表帶來(lái)較大的誤差。早在1956年Head 就提出了這個(gè)問(wèn)題，并提出了脈動(dòng)系數Ip的概念，以界定脈動(dòng)流對流量測 量的影響，并認為當Ip小于0.03時(shí)就可以視為定常流；大于0.03就應給予重視。
1989年，Mottram和Sproston就指出了脈動(dòng)流會(huì )給流量 儀表帶來(lái)誤差，這種影響對差壓式流量?jì)x表尤為嚴重。其他如：對渦輪流量計脈動(dòng)流會(huì )引起轉子轉速的變化；對渦街流 量計如脈動(dòng)的頻率與渦街頻率相近，將產(chǎn)生所謂“同步現象”，也會(huì )產(chǎn)生很大的誤差。對流體而言，氣體的可壓縮性 優(yōu)于液體，脈動(dòng)流在流動(dòng)中將很快被衰減，對流量?jì)x表的影響將小于液體。人們關(guān)注脈動(dòng)流對流量?jì)x表的影響已近60 年，雖然也開(kāi)展了許多研究力圖進(jìn)行修正，但至今尚缺乏足夠的數據。當前常用的方法是在管道中采用濾波器來(lái)消除(或減輕)它的影響。
◇ 單相流體：流量?jì)x表在單相或者多相流體的測量結果有 很大的差異，本文只討論單相流量?jì)x表的測量，流量?jì)x表也僅是在單相流量實(shí)驗室進(jìn)行校驗，而在現場(chǎng)應用中，將不可避免地會(huì )遇到多相流體的問(wèn)題。
在流程工程中，由于流體流經(jīng)各種阻力件，將不可避免 地產(chǎn)生摩阻、分離，以及由于截面的變化、壓力的下降，使溶于液相中的氣相分離出來(lái)產(chǎn)生空穴，對于節流裝置來(lái)說(shuō)由 于孔板的流動(dòng)變化較為劇烈產(chǎn)生空穴的機率將為文丘利管的8 倍，道爾管的三倍，空穴的產(chǎn)生如能限制在一定范圍內，所產(chǎn)生測量誤差可高達20%，如果失控發(fā)展太大，將可能損壞儀表。
對于氣固，及液固兩相流來(lái)說(shuō)，對于流量?jì)x表的測量也將帶來(lái)較大的誤差及危害，這些已在上節流體的性狀中有所表述，不再贅述。避免的方法，是盡可能地將流量?jì)x表安裝在垂直的管道上方，以避開(kāi)固相的沉積。
◇ 充分發(fā)展紊流：眾所周知，管道中的流速分布影響了絕大部分原理(科氏、容積除外)流量?jì)x表的準確度，所以ISOTC30 規定流量?jì)x表要保持較高的準確度必需安裝在充分發(fā)展紊流中，當然流量實(shí)驗室也應具有充分發(fā)展紊流，這樣校驗 的流量系數才有意義。一般來(lái)說(shuō)，只要具備了30D(D為管內 徑)的直管段長(cháng)度就可獲得充分發(fā)展紊流。
但是在工程日益現代化、大型化的趨勢下，工程中管徑日益增大，工藝設計從節約場(chǎng)地出發(fā)從未考慮流量?jì)x表維持較高準確度所必需的直管段長(cháng)度，且現場(chǎng)的阻力件品種成千上萬(wàn)，組合形形色色，管道中的流速分布十分復雜，在試驗室理想條件下所校驗的流量系數，由于流場(chǎng)差異，不可能無(wú)誤地傳遞給現場(chǎng)的流量?jì)x表，因此難以得到較高的準確度。
上述討論了影響流量?jì)x表準確度的因素如流體的物性、 性狀和流動(dòng)特性，都可修正或采取一定措施減輕或消除其影響，唯獨流速分布很難解決，因為工藝設計不可能照顧到流量?jì)x表所需的直管段長(cháng)度，以下討論幾種典型阻力件對流量?jì)x表的影響。
阻力件對流量測量準確度的影響
(1) 彎頭
◇ 在工藝流程中，為改變方向或高度常采用彎頭，是最常見(jiàn)的一種管道阻力件，無(wú)論是充分發(fā)展紊流或“自由流動(dòng)” (從大氣汲入)通過(guò)彎頭后，流動(dòng)都將變得較為復雜，流速分布不再對稱(chēng)于軸心，且伴有漩渦(如方管還有二次流)，對流量測量準確度的影響主要取決于彎頭的曲率半徑及流速的大小。
◇ 當流體流經(jīng)彎管時(shí)，將發(fā)生離心力，外壁壓力增大流速下降；內壁壓力減小流速上升，而自彎頭流向直管時(shí)，流動(dòng)的效應相反，外側流速加大，內側流速減小，同時(shí)由于流體 流動(dòng)的慣性，在內側將產(chǎn)生較大的漩渦區，外側形成較小的漩渦區(如圖1)。
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