1.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(huì)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(diǎn)之前有一定長度直管段，改善進(jìn)入儀表的流動(dòng)狀況。電磁流量計(jì)受彎管影響較小，直管長度要求也遠(yuǎn)低于節(jié)流差壓式、渦街式等其他流量儀表。但是當(dāng)前電磁流量計(jì)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(guān)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(shè)法降低影響的方法。文獻(xiàn)[1]曾報(bào)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(biāo)準(zhǔn)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。。2000年上海原水公司擬在已建成的某泵站加裝DN2200電磁流量計(jì)，但彎管下游安裝位置的前直管長度明顯不符合規(guī)定中5D～10D(D為管徑，下同)的要求，此時(shí)，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(jì)流速面積法)作比對(duì)試驗(yàn)，以估計(jì)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(jì)值，以決定設(shè)計(jì)方案。筆者按相似原理以較小口徑電磁流量計(jì)在實(shí)驗(yàn)室模擬現(xiàn)場條件作試驗(yàn)。試驗(yàn)證明45。安裝可減小彎管影響．并求得該個(gè)案安裝條件下傳統(tǒng)安裝方式的影響值。

2.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(kuò)散效應(yīng)，內(nèi)壁產(chǎn)生收縮效應(yīng)，由此產(chǎn)生橫向流動(dòng)的二次流，引起下游產(chǎn)生速度分布畸變，如圖1所示。圖1中，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(huì)趨于緩和。當(dāng)前絕大部分電磁流量傳感器是非均勻磁場分布結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。非均勻磁場理論認(rèn)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(duì)電極間信號(hào)“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(shè)計(jì)各點(diǎn)磁場強(qiáng)度，使在理想條件下流速分布畸變不會(huì)影響流量測量值。然而實(shí)際儀表還是受到一些影響。圖2所示是日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所附彎管下游三種安裝方式不同直管長度的誤差范圍。

3.實(shí)驗(yàn)

實(shí)流實(shí)驗(yàn)是在上海光華·愛而美特儀器有限公司稱重法水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上進(jìn)行。裝置的不確定度為0．011，試驗(yàn)儀表是DN100的IFM4080K型，按現(xiàn)場幾何尺寸比例縮小設(shè)置管道，如圖3所示夾裝到流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上校驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)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(yàn)數(shù)據(jù)即為參比值。電磁流量計(jì)滿度流量為150m。／h，實(shí)驗(yàn)流速范圍0．32～5．3m／s，共做了5個(gè)流量點(diǎn)。

4.結(jié)論

1)在本試驗(yàn)安裝條件下，流量傳感器電極軸在A一90。位置時(shí)最大誤差為一1．2，A一0。位置時(shí)為+1．6，A一45。位置時(shí)為0．5；與正常安裝條件即參比值相比，最大附加誤差在A一90。時(shí)為一1．2，A==：0。時(shí)為+1．65，A一45。時(shí)為+0．65。2)實(shí)驗(yàn)證明電極軸線45。安裝比傳統(tǒng)水平安裝(A—o。)受彎管流動(dòng)擾動(dòng)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(yīng)按“45。安裝”，作為減小彎管撓流影響，降低附加誤差的措施。