為什么關心流體的流動物性?首先看一下實驗室的參比工作條件,按照GB9248-88《不可壓縮流體流量計性能評定方法》實驗室的工作條件可分為:
1環境條件,2動力條件,3流體條件。
1.環境條件
(1)標準大氣條件:溫度20℃,相對濕度65,大氣壓力101.3kPa;
(2)參比大氣條件:溫度20℃±2℃,相對濕度60-70,大氣壓86-106kPa;
(3)一般大氣條件:溫度15-35℃,相對濕度45-75,大氣壓力86-106kPa;
(4)其他:磁場和機械振動可忽略不計。
2.動力條件
電源電壓公稱值的±1,頻率公稱值的±1,諧波含量小于5(交流電源),紋波含量小于0.2(直流電源)。
3.流體條件
(1)具有充分發展的湍流速度分布、無旋渦、速度軸對稱分布;
(2)充滿圓管的單相流體;
(3)牛頓流體;
(4)定常流。
我們前面已談過,工作條件遵守上述條件校驗得到的誤差為基本誤差,而偏離這些條件將產生附加誤差。在現場流體流動特性中的具有充分發展的湍流速度分布、無旋渦、速度軸對稱分布及定常流常是難以滿足的,它們將造成測量誤差的增大,有時增大多少難以定量確定,因此在現場使用中必須密切注意流動特性的情況,以下我們對流速分布畸變、旋轉流及非定常流的影響作一簡介。
1.流速分布畸變及旋轉流
流速分布畸變及旋轉流對流量計特性的影響因工作原理而異,有的很嚴重,有的無甚影響,一般來說,推理式流量計(差壓、渦輪、渦街、超聲、電磁等)都要受影響,而容積式流量計不受或基本不受影響。速度分布畸變對流量計特性的影響非常復雜,難以掌握,其困難問題有:
(1)不同的速度分布畸變及旋轉流對各種類型流量計的影響是不一樣的;
(2)由于儀表殼體內流場的復雜性,很難預測(難以用理論計算)速度分布畸變及旋轉流對各種類型流量計的影響程度,基本上要依靠實驗方法來確定;
(3)要進行各種類型流量計在各種速度分布畸變及旋轉流下的流量物性影響試驗,不但工作量太大,經濟上耗費亦很難承擔;
(4)用戶難以滿足流量檢測件上下游直管段所需要的作業空間,因此速度分布畸變及旋轉流具有普遍性。
2.非定常流
在現場使用中非定常流并不少見,非定常流可分為二大類:周期性脈動和隨機性波動。在發動機、泵、風機等出口的流動可見周期脈動,而管道中的流動受阻流件及管道系統的干擾一般都存在隨機性波動。至今還沒有明確規定流量所需要的定常流條件的定量指標。在流量測量標準中只是含糊地規定:管道內的流量應該不隨時間而變化,或實際上只隨時間有微小和緩慢的變化。至今國際標準化組織(ISO)只頒布一個技術報告ISO/TR3313《用孔板、噴嘴或文丘里管測量管道中的脈動流》,它不是正式標準,并且只適用于標準節流裝置,其他類型流量計在非定常流中會產生多大附加誤差至今尚缺少可靠的試驗數據。