非充分发展管流对流量计特性的影响难以掌握及不能满足现场应用的原因如下:
a.不同的速度分布畸变及旋转流对各类型流量计的影响都不一样。
b.仪表壳体内流场复杂,很难预测非充分发展管流与检测件的相互作用机理,要定量确定很困难。
c.阻流件类型复杂多样,即使是同一类型,由于结构和制造的原因,对流动的影响也有不少差别,在现场还普遍出现所谓组合式阻流件,即几种阻流件串接在一起,它们之间间距小,无法用一种类型阻流件来估计,因此要穷尽现场阻流件类型是不可能的。
d.阻流件特性试验,无论人力物力都是不堪重负的工作,目前新技术CFD(计算流体动力学)的应用,综合理论研究,CFD分析和实验验证可以较迅速地节省人力物力,但是试验仍然是一项费力费时的工作。
e.现场难以满足铺设上下游直管段的作业空间是普遍的,采用流动调整器是一个补救办法,但亦会带来许多负面影响(压损大、维护工作繁重等)
②非定常流
流场中固定空间点上的任动参数(流速、压力、温度、密度等)随时间瞬变称为非定常流。所有流量测量标准和检定规程都把定常流作为参比工作条件之一,所以偏离此参比工作条件会带来测量的附加误差。
在工业管流中,非定常流的成因可能有:a.原动机,如往复式发动机,压气机,泵,风机等产生的;b.控制阀频繁动作产生的;c.管线自激振荡,特别是有谐振时引起的;d.工艺管件,如阀,弯头,支管等使流动分离产生的;e.整个流动系统布置引起的;f.混相流中某些流型引起的;g.检测仪表测量件引起的,如容积式流量计,涡街流量计旋涡发生体,温度计插件等。工艺管流中非定常流是普遍存在的。1998年标准化组织ISO颁ISO/TR3313:1998《封闭管道中流体流量测量——流量测量仪表流动脉动影响导则》,它是一份技术报告,而不是标准,即文件只是参考性质的。
(二)测量特性方面
流量仪表特性有以下特点:①现场工作条件恶劣,检测件可靠性差;②流量为动态量,难以获得高准确度;③仪表结构大都为法兰连接,只有工艺管线停流才允许拆卸装修,有些生产过程连续进行,只在大修时才能停流,中间如仪表有故障无法检修;④仪表实验室校验工作条件是理想化工作条件,现场实际工作条件偏离是普遍的,现场有附加误差成为常态,但如何估算却很专业,对维护人员素质提出较高的要求;⑤流量仪表校验设备庞大复杂,建造费昂贵,校验费亦价格不赀;⑥仪表的周期检定是个难题,现场仪表无法拆卸或不允许间断使用等。
三、流量测量和仪表的主要问题
流量测量和仪表的主要问题有两个:仪表的可靠性和测量准确度。
1.仪表的可靠性
可靠性包括仪表的质量和可维修性,流量仪表是现场仪表,检测件与被测介质直接接触,面临恶劣的工作条件,仪表安装地方环境不一定在室内,例如露天地方以及易燃易爆危险处所以及人员不允许涉足(有毒,核辐射等)之处。要求仪表有的可靠性亦不一定现实,但在发生故障时如方便维修,维修代价不大,应该亦是可靠性较好的另一侧面。