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流體在管道中流動(dòng)時(shí)，一般有兩種流動(dòng)狀態(tài)，即層流流動(dòng)和湍流流動(dòng)。層流流動(dòng)時(shí)，管內(nèi)流體分層流動(dòng)，各流層之間相互不混雜而平行于管道軸線流動(dòng)，流層間沒有流體質(zhì)點(diǎn)的相互交換，流體通過一段管道的壓力降與流量成正比。而湍流流動(dòng)時(shí)，管內(nèi)流體不再分層流動(dòng)，流體質(zhì)點(diǎn)除了沿管道軸線方向運(yùn)動(dòng)外，還有劇烈的徑向運(yùn)動(dòng)，流體通過一段管道的壓力降與流量的平方成正比。
在實(shí)際應(yīng)用中，出于工藝流程的需要，往往需要在管道中加上彎頭、閥門、減縮管、漸擴(kuò)管等阻流件，流體流經(jīng)這些阻流件之后，流場會(huì)發(fā)生較大的變化。為了較好的觀察流體流經(jīng)阻流件之后的流場速度分布，選取90°彎頭和漸縮管為研究對(duì)象，90°彎頭的模型和網(wǎng)格劃分如圖1所示。管道直徑為100mm，彎頭處的曲率半徑為200mm。為了保證流體經(jīng)過彎頭時(shí)已充分發(fā)展，彎頭上游有10D直管段，并且彎頭下游有70D直管段。
電磁流量計(jì)對(duì)流場的分布沒有嚴(yán)格的要求，因此相比于超聲流量計(jì)，電磁流量計(jì)對(duì)于上游直管段的要求不需要太長。流體在通過彎頭時(shí)流場會(huì)發(fā)生一定的改變，通過彎頭之后還需要經(jīng)過一定的直管段流場才能重新恢復(fù)。同樣，流體在通過其他上游阻流件如漸縮管、漸擴(kuò)管、閥門等同樣也會(huì)發(fā)生流場的畸變，需要經(jīng)過一定的直管段之后，流場才能重新恢復(fù)，達(dá)到電磁流量計(jì)測量對(duì)流場分布的要求。儀表上游阻流件的影響導(dǎo)致流場的畸變，需要經(jīng)過一定的直管段才能得到恢復(fù)。制造廠也通過不斷的優(yōu)化電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)以減小其對(duì)流場的依賴，經(jīng)過不斷的努力，現(xiàn)在使用的電磁流量計(jì)需要一定的前直管段，但也無需太長。大量的實(shí)驗(yàn)表明，一般電磁流量計(jì)上游仍然要有5到10倍管徑的直管段。
2.2電磁流量計(jì)安裝位置的影響
傳感器安裝位置的選擇是保證電磁流量計(jì)正常運(yùn)行的關(guān)鍵，所以在選擇安裝位置時(shí)應(yīng)考慮下列因素：
(1)根據(jù)電磁流量計(jì)的測量原理可知，被測流體的流速必須軸對(duì)稱分布才能保證流量計(jì)正常運(yùn)行，否則容易引起流量計(jì)指示不穩(wěn)，所以安裝位置的選擇必須使介質(zhì)滿管且保證直管段的要求(一般前5D后3D)。
(2)為避免氣泡的影響，安裝位置不宜選擇在易積聚氣體的流體管道的***點(diǎn)，垂直安裝時(shí)，應(yīng)選擇流體由下而上的位置。當(dāng)流體出口為放空狀態(tài)時(shí)，傳感器不應(yīng)安裝在管道放空之處，應(yīng)安裝在較低處，并使流體滿管。
(3)電磁流量計(jì)的測量原理就決定了其易受外界電磁干擾的影響，為避免電磁場干擾，安裝位置應(yīng)盡可能地遠(yuǎn)離有強(qiáng)電磁場的大功率用電設(shè)備如大機(jī)電、大變壓器等。另外，安裝時(shí)流量計(jì)應(yīng)很好的接地，信號(hào)線選用屏蔽線并穿管進(jìn)行保護(hù)。
(4)為避免負(fù)壓及管道的震動(dòng)對(duì)流量計(jì)的影響，安裝位置不宜選擇在泵的進(jìn)口或地面有強(qiáng)烈的震動(dòng)處。如管道振動(dòng)大，在傳感器兩邊應(yīng)加裝固定管道的支架，以減少震動(dòng)的影響。
(5)被測介質(zhì)中含有固體顆粒時(shí)，水平安裝會(huì)使襯里和電極過分磨蝕，也會(huì)使測量管內(nèi)徑被磨變大，從而產(chǎn)生較大的測量誤差，此時(shí)應(yīng)該選擇垂直安裝。
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