小直径取压孔弯管流量计的流量系数实验

随着弯管流量计在特殊场合的应用越发广泛，多种直径取压孔的流量计被设计和使用，本实验旨在解取压孔直径对流量系数的影响情况。

作为一种复现性好、无能耗、长期稳定运行的流量测量方案，弯管流量计已经被学术界所认可。

对于常规口径以及应用的弯管流量计，一般采用 6mm~10mm 直径的取压孔。但对于特殊几何尺寸以及特殊工况应用的弯管流量计，有时会需要采用规格外的取压孔直径。

为观察取小直径取压孔对于流量系数的影响，特设计此实验。

一、实验目的与条件

初步观察取压孔直径对流量系数的影响。本实验在河北理工大学智能仪器厂的水大口径检定平台上完成，采用静态质量法流量标准装置，实验用流量计选用 DN150 规格的第三代高精度整体机加工弯管流量计。

二、实验内容

1）选取三台弯管传感器，在常规直径取压孔的条件下分别进行流量系数的测定，在 0.8m/s~3.5m/s 的流速范围内，选取 7 个流速点，每个流速点重复三次测定，将 3 次测量的平均值计入实验结果。

2）使用高分子材料将取压孔填堵，在填补材料的中心重新加工一个直径为 0.5mm 的小孔，并使用此孔作为取压孔重复步实验的步骤 1）。

三、实验数据分析

实验后 , 得到大量实验数据，考虑温、压补偿 , 对数据进行了处理，最后得到 3 个弯管流量计的流量系数 α 和雷诺数 Re 的散点图，并对其进行拟合。

实验数据在表 1 中给出。

表 1 两种取压孔流量计的实验数据

将两组实验中不同流速点的平均流量系数与相应的雷诺数制成散点图，如图 1 所示。1#-B 代表 1# 传感器常规直径取压孔，1#-S 代表 1# 传感器小直径取压孔，2#、3# 的命名方法同上。

经计算，常规直径取压孔流量计的流量系数拟合曲线为 :

y=a+b*ln(x)

a = 1.01243323380E+000 b = -3.18645817595E-003 其中标准差为 0.0004499 相关系数为 0.9657670

系数波动带宽为 0.00481 小直径取压孔流量计的流量系数拟合曲线为：

y=a+b*ln(x)

a = 9.89007950737E-001 b = -9.56180680792E-004 其中标准差为 0.0011324

拟合曲线相关系数为 0.4214570

系数波动带宽为 0.004634

四、结论

两种取压孔直径的流量计均能满足 5‰的计量精度，小直径取压孔的波动带宽略有优势，但小直径取压孔流量计由于未知因素的影响，流量系数离线程度较高，拟合曲线相关性较低。

对于工业级加工精度的弯管流量计，大小直径取压孔均能满足 5‰精度要求，但 6mm 直径取压孔更易于得到离散性好且更加趋近动态拟合曲线的流量系数。