水表压力损失对流量计量的影响分析

　　0　引言

　　水表是居民日常生活用水和城镇水务部门供水结算的依据,其工作的准确性与可靠性正日益得到关注。水表的压力损失作为技术标准规定的指标之一,不但对管网设计提供科学依据,同时也对水表准确计量的重复性和稳定性起到重要的促进作用。

　　1　水表压力损失产生的原因

　　压力损失作为液体流动中的能量损失,主要分为沿程压力损失和局部压力损失。水表压力损失作为局部压力损失是指水流流经水表时,由于水流方向和速度的突然变化,在内部形成旋涡引起液体质点间,以及质点与固体壁面间相互碰撞和剧烈摩擦而产生的压力损失。

　　水表的种类不同,其结构形式多种多样,如常见的容积式水表、多流束式水表和单流束式水表,其组成结构大不相同,但从组成水表的各构件的功能来看,能够造成水流方向和速度变化的主要构件有表壳、过滤网、隔板、计量机构和流量调节板。直通式容积式水表由于水流流出表壳时,要流经指示机构,使该型水表的指示机构也会造成压力损失。

　　各构件造成压力损失的原因是由于水流在流经各构件过程中引起水流方向和速度的改变,造成流场的畸变,从而引起速度分布的变化,主要表现为以下几种形式。

　　1.1　使水流产生围绕轴线转动的漩涡

　　漩涡是由于水流方向的改变而引起的,这在水表的计量机构中表现尤为突出,这是由计量机构的功能决定的,即计量机构中叶轮通过旋转水流的驱动连续转动而计量水量,计量机构是决定水表计量特性的最重要构件。

　　1.2　二次流动

　　二次流动是指因水流分离而形成的一种受约束的、重复循环的二次涡流。水表形成二次流动的主要构件有:1)表壳。水流流经表壳时,表壳垂直于水流方向的截面面积会突然增大或缩小,在截面增大或缩小处附近形成二次涡流;2)流量调节板。主要分布在计量机构的上部或底部,通过分离形成的二次涡流减小水流能量,降低流速,避免由于叶轮元件转动过快,而使运动元件加速磨损。

　　以上构件对流场影响的综合结果是形成各种不对称的径向的、切向的和轴向的速度矢量,这种流场速度分布畸变表现为压力损失,其中产生压力损失的各向的速度矢量对不同结构的水表其敏感度是不同的,从而造成各种不同结构的水表对流场变化的敏感不同,同时流场畸变所具有的不确定性和无规律性的特点,决定了不同结构的水表在流量计量的稳定性、可靠性、重复性方面有所差异。

　　2　构件压力损失的比较和分析

　　通过长期实践证明,对水表受测试设备条件、水表安装方式等工况影响而表现出的计量误差的重复性(一致性)、稳定性由好到坏依次为活塞式水表、多流束式水表和单流束式水表。