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        評估局部湍流影響電磁流量計的速度曲線準確性

        來源:作者:發表時間:2019-04-09 10:52:06

                這項研究的目的是評估局部湍流和湍流的影響電磁(磁)流量計的速度分布。根據美國人的說法水工協會,“水務公司沒有可用的工具發揮了更大的作用比水表更能保護水資源(AWWA 2002)。“因此,必須了解哪些變量可能影響電磁流量計準確性。

         
                盡管其他研究人員已經探索了湍流剖面的影響在孔板上發展,文獻中尚不清楚電磁流量計如何應對局部湍流的影響。因此,這項研究調查了局部湍流和速度分布對電磁流量計精度的影響。使用五個不同制造商的五個電磁流量計,實驗室使用位于不同距離的CPA 65E流量調節器進行測試儀表的上游。使用市售的數值模擬計算流體動力學軟件提供了關于的更多見解局部湍流和速度分布對電磁流量計精度的影響。計算流體動力學的結果顯示局部湍流水平管道在流量調節器下游的一個直徑處是四倍大比沒有安裝流量調節器的局部湍流水平。
         
                有趣的是,流量計精度的相關差異不顯著。計算流體動力學也表明流量計精度的偏差不大與局部湍流水平成正比。似乎電磁流量計可能只受局部湍流的影響到上游擾動的程度扭曲速度曲線也會增加局部湍流。
         
                **近的一項研究發現,電磁(磁)流量計產生比全球任何其他類型的流量計(14億美元/年)更多的收入(流量研究2017)。同樣的研究指出,水和廢水行業是占所有電磁流量計銷售額的25%,并且具有**高的百分比所有過程工業的電磁流量計銷售。據美國水工協會(AWWA)稱,“沒有工具供水公用事業在水資源保護方面發揮了重要作用水表“(AWWA 2002)。用電磁流量計組成如此之高水行業計量裝置的數量,對因素的理解有所提高影響磁力計精度的因素直接影響水的節約(流量研究2017)。“電磁流量計是一種采用法拉第定律的流體流量計用于測量體積流速的感應。法拉第的歸納定律表明,作為一個寬度為D且速度為V的導體通過磁場B,磁通e為創建(等式1)。領域。通過儀表線軸的流體是導體和導體寬度是儀表線軸的內徑。因此,流體的速度是直接的與產生的磁通量成比例。電磁流量計測量該通量為a使用兩個或多個電極的電壓。圖1是電磁流量計的示意圖“
         
                全球有超過50家電磁流量計制造商(Jesse Yoder,Flow Research的創始人,個人通訊,2018年3月7日)。生產廠家指定的精度通常在±0.2%至±1.0%的范圍內,具體取決于應用米。電磁流量計比差動頭具有幾個明顯的優點流量計。它們通常非常實惠,提供用戶友好的輸出,并且非侵入性,從而**大限度地減少系統磁頭損失。研究目的多年來對其準確性進行了大量研究電磁流量計。大多數研究都是為了分析和評估而進行的。
        電磁流量計原理
                電磁流量計是衡量和測量技術的很好方法管理水。重要的研究集中在磁流的靈敏度上米到速度曲線。這項研究的目的是評估當地的影響電磁流量計精度的湍流和速度曲線。實驗室測試在猶他州洛根市的五個電磁流量計上進行CPA 65E流量調節器下游的1D,3D,5D和10.4D位于六個不同的管道上流速:1,3,50,9,14和18 fps。使用Star CCM +提供的數值模擬額外的見解并表明局部湍流可能不會產生顯著影響電磁流量計精度。似乎失真的速度曲線仍然是電磁流量計的主要誤差來源。
         
                需要進一步研究為了將局部湍流與速度剖面隔離,可能需要進行額外的測試在層流狀態下進行。層流測試將提供確切的數據關于電磁流量計的性能精度沒有任何湍流。另外,使用具有極高粘度的導電流體進行測試產生一個小的Re還可以提供一種分離速度分布和局部的方法動蕩。然而,電磁流量計**常安裝在湍流中流量,這就是為什么這個測試評估典型的電磁流量計的性能湍流范圍(50,000 <Re <900,000)。為了更好地理解電磁流量計對局部湍流的靈敏度,可以計算測量橫截面的電磁勢使用CFD。這種分析方法可以通過改變局部湍流來提供洞察力不同進場流量的水平和速度剖面失真。這可能提供進一步了解局部湍流水平和扭曲速度的影響配置文件。
         
                這項研究受到CFD準確模型和能力的限制捕捉實驗室中存在的物理現象。目前的CFD軟件可能沒有編程來捕獲導致實驗室檢測到的錯誤的現象實驗。
         
                這項研究還表明,一些儀表可以重現直管對于某些流速,在流量調節器的下游1D處的性能。這表明儀表性能的變化不是由電磁引起的計量技術。相反,儀表性能的變化是由于應用該技術。所有儀表都經受相同的液壓干擾和一些再現的準確和可重復的測量,而其他沒有。這意味著一些儀表制造商能夠編程即使是正常水平的四倍,也能準確計算出流量湍流和扭曲的速度剖面。當然,記住這一點也很重要在這種情況下,儀表的信號強度和采樣率也是重要的變量。因此,電磁流量計仍然是管理的**佳選擇和計量水。
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