捷特系列JTLWQ气体涡轮流量计仪表系数的理论表达式
作用在涡轮上的力矩可分为以下几个:流体通过涡轮时对叶片产生的切向推动力矩M1;流体沿涡轮表面流动时产生的粘滞摩擦力矩M2;轴承的摩擦力矩M3;磁电转换器对涡轮产生的电磁反作用阻力矩M4。
由此可建立涡轮的运动微分方程:
(1)
式中:J为涡轮的转动惯量;ω为涡轮的旋转角速度;τ为时间。
当流量恒定时,涡轮达到匀速转动,,所以M1= M2 + M3 + M4。根据文献[2],推动力矩可表示为:
M1 = a1qv2 - a2ωqv (2)
式中:a1、a2为与涡轮传感器结构和流体密度有关的系数;qv为流量,L/s。
由于涡轮流量计在量程范围内属于紊流工作区,固以下计算只考虑紊流时的情况。反作用力矩中的M2,在紊流时可近似表示为:
M2 = a3qv2 (3)
通常M3和M4相对于M2比较小,但为了提高计算精度,这里根据文献[3]推导出了它们的表达式:
M 3 = a4ω2/3 (4)
M4 = a5ω3 (5)
分别将式(2)、(3)、(4)、(5)带入式(1)并经整理可得:
qv2 - a6ωqv = a7ω2/3 + a8ω3 (6)
式中:a6、a7、a8为经整理后的综合系数。
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