某型柴油机压缩空气管路流量计选型研究

　　在某型柴油机启动空气系统中应用的压缩空气减压阀，是柴油机系统的关键调节元件，其出口压力调节直接影响到柴油机系统的工作状态，即便在流量变化较大(3~30 N m3/h)的情况下仍要求出口压力偏差小。因此，需选择一型流量计对柴油机压缩空气管路的流量值进行测量，以获得该型减压阀全面的功能特性信息。

　　流量计作为工业自动化和装置中的三大类仪表之一[1]，发展到今天，虽然其种类极其繁多，但至今尚无一种对任何场合都适用的流量计[2]。对于每一种流量测量方法一般只能适用某一种或某一类流体在某特定条件下的测量。选择仪表时，需要掌握仪表特性和被测对象的情况，并兼顾其它因素，才能确保测量的准确性。本文就某型柴油机压缩空气管路的流量计选型问题展开研究。

　　1 流量计分类及特点

　　1.1 流量计的分类

　　流量计的分类可按照不同原则划分，分类方法至今并未统一。其中，按照流量计测量方法和结构分类是一种比较通行的分类方法，可将其分为图 1 所示的 11 大类[2]。

　　1.2 可选型的气体流量计

　　1.2.1 差压式流量计

　　在充满流体的管道中，对于一定形状和尺寸固定放置的节流件，当在一定的测压位置、前后直管段及流体参数时，差压式流量计的节流件前后压差△p 与流量 qv之间有一定的函数关系。

　　对可压缩流体，体积流量计算式为[2]：

　　式(1)中，β=d/D，称为节流装置的直径比，d为节流件的开孔直径，D 为管道内径;C 为流出系数，数值通常由试验确定;ε 为可压缩流体的可膨胀性系数。

　　差压式流量计的标准节流装置无须实流校准即可确定其流量值并估算其测量误差;非标准节流装置在不符合标准要求的技术条件下(如低雷诺数、脏污介质等)应用，代表着节流装置的发展趋向。

　　1.2.2 涡轮流量计

　　在某一流体范围内和一定粘度范围内，涡轮流量计输出的信号脉冲频率 f 与通过流量计的体积流量 qv成正比。即

　　式(2)中，K 是涡轮流量计的仪表系数，层流流动状态下：

　　湍流流动状态下：

　　上式中，Z 为涡轮叶片数，θ 为叶片与轴线的夹角，r 为叶片平均直径，η 为流体粘度，A 为流通截面积，C1、C2为常数。

　　由式(2)可知，层流状态时，K 值随流量 qv、流体粘度 η 变化而变化;湍流状态下，K 仅与仪表本身结构有关，可近似为常数，流量计主要在此流量范围内测量。

　　1.2.3 涡街流量计