電磁流量計彎管下游流速分布影響有哪些？

儀表用戶一般都知道，流量計測量要得到較為穩(wěn)定和的結果，必須要保證一定的直管段，大致的要求在電磁流量計上游側應有不少于5D倍管道直徑的直管段。下游側應有不少于3倍管道內(nèi)徑的直管段。為了盡可能地減少彎管部分對于流量測量結果的影響，需要對于流量計安裝的工藝和方法有更好的選擇。
1.電磁流量計問題的提出
流體流過彎管后，下游產(chǎn)生流速分布畸變，若是兩只鄰近相接的不同平面彎管，除流速分布畸變外還會有漩渦。這些現(xiàn)象要影響裝在下游的大部分類型流量儀表(除容 積式等少數(shù)類型外)的測量值，因此通常要求在流量儀表安裝點之前有一定長度直管段，改善進入儀表的流動狀況。電磁流量計受彎管影響較小，直管長度要求也遠 低于節(jié)流差壓式、渦街式等其他流量儀表。但是當前電磁流量計精度為測量值的0．5％，甚至0．2％——0．4，即使影響量較小，還是受到人們的關注。
除儀表前直管段可降低彎管影響外，人們還從安裝方式上設法降低影響的方法。文獻[1]曾報道電磁流量傳感器電極軸線與鄰近彎管平面成45。
傾 斜安裝可以減少彎管影響。日本工業(yè)標準B7554“解說部分”列有電極軸線與彎管平面垂直、平行、成45。三種安裝方式，在不同長度直管下的測量誤差范 圍，也說明這一效果一。此時，影響測量誤差有多大呢?由于受條件限制無法在現(xiàn)場用經(jīng)典的測量方法(如流速計流速面積法)作比對試驗，以估 計彎管影響附加誤差值。并且使用方必須在訂購之前就要知道附加誤差估計值，以決定設計方案。筆者按相似原理以較小口徑電磁流量計在實驗室模擬現(xiàn)場條件作試驗。試驗證明45。安裝可減小彎管影響．并求得該個案安裝條件下傳統(tǒng)安裝方式的影響值。
2.電磁流量計彎管下游流速分布影響
流體流過彎管由于離心力作用，靠外壁產(chǎn)生擴散效應，內(nèi)壁產(chǎn)生收縮效應，由此產(chǎn)生橫向流動的二次流，引起下游產(chǎn)生速度分布畸變，右邊垂直剖面彎管外緣流速較快，水平剖面呈雙峰值流速分布。隨著液流離開彎管距離增加．畸變會趨于緩和。
當 前絕大部分電磁流量傳感器是非均勻磁場分布結構設計。非均勻磁場理論認為包含電極的測量管橫截平面區(qū)域內(nèi)，各微小液體體積元切割磁力線對電極間信號“所起 作用”各異，因此不是均勻地而是按“所起作用”非均勻地設計各點磁場強度，使在理想條件下流速分布畸變不會影響流量測量值。然而實際儀表還是受到一些影 響。圖2所示是日本工業(yè)標準所附彎管下游三種安裝方式不同直管長度的誤差范圍。
3.電磁流量計實驗
裝置的不確定度為0．011，試驗儀表是DN100的IFM4080K型，按現(xiàn)場 幾何尺寸比例縮小設置管道，夾裝到流量標準裝置上校驗。試驗結果如圖4所示。圖中“正常安裝”即按前置直管段長度大于等于10D，后置直管段長 度大于等于5D安裝，其試驗數(shù)據(jù)即為參比值。電磁流量計滿度流量為150m。／h，實驗流速范圍0．32—5．3m／s，共做了5個流量點。
1)在本試驗安裝條件下，流量傳感器電極軸在A一90。位置時zui大誤差為一1．2，A一0。位置時為 1．6，A一45。位置時為0．5；與正常安裝條
件即參比值相比，zui大附加誤差在A一90。時為一1．2，A==：0。時為 1．65，A一45。時為 0．65。
2)實驗證明電極軸線45。安裝比傳統(tǒng)水平安裝(A—o。)受彎管流動擾動影響有很大改善。
3)電磁流量傳感器在彎管下游即使有足夠長(5D)的直管段，亦應按“45。安裝”，作為減小彎管撓流影響，降低附加誤差的措施。