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流量测量时水泵试验中一个重要的组成环节，随着科学技术的发展，出现了更多的流量测量方式。下面本文介绍了集中流量测量方法，并且探讨了相关方法在实际应用中测量效果，不同的应用场合可以根据实际要求选择合适的应用方法。 一、水泵流量测量方法——称重法 称重法一般可分为静态称重法和动态称重法。静态称重法：液体向容器内注入和向容器外排除交替进行;动态称重法：称重是瞬时进行的。液体在排水阀动作时，直接流入容器并进行测量。称重法只给出了在注满容器的这段时间内的流量平均值，这种测量方法是流量测量的最精确方法。 称重法容易产生的误差： 1) 相对称重误差，测体注满的计时误差以及考虑测体温度时与确定密度有关的误差。 2) 静态称重法中与液体转换有关的误差，或动态法中与称重时间动态变化有关的误差。 3) 由于被称量的液体受大气压力的作用而产生的反作用力及液体密度的影响。 4) 称重设备受大气压力、温度、湿度的影响，称重设备的读数应当对空气浮力的修正。 使用高质量的测量仪器时，采用称重法的流量测量系统不确定度(95%置信度)为0.1%~0.2%。不过应当注意，称重法要求大型固定设备就像测量，这种方法目前一般在实验室应用，并且仅测定小于1.5m3/s流量。 二、水泵流量测量方法——容积法 采用容积法测量流量精度接近称重法的精度，并和称重法一样只得到注满标准容器的这段时间内的流量平均值。容器的校准是逐次地通过称重确定水的容积，而测出液位高度，或由装载容器上的“静液计”显示高度。 容积法的误差有： 1) 容器的校准，测量的液位高度，测定的注水时间，同时也与静态法中液流换向有关。 2) 容器的泄露，必要时应作泄露修正。 使用高质量仪表时(置信度95%)，容积法估算的不确定度在0.1%~0.3%范围内。采用容积法受到与称重法一样的限值。另外，用于现场试验和较大流量测定时，计量容器就是蓄水池，其容积用几何的方法或地形测量方法确定。但其精度因蓄水池测量不精确或由于泄露或流入引起的不确定度和水面高度难以确定、以及大气条件引起的干扰而降低。相对于所测流量的蓄水池的容积大小，相当长的时间周期内稳定性较好。本方法的系统不确定度估计为1%~2%。 三、水泵流量测量方法——移动挡板法 移动挡板法与容积法类似，这是一个很精确的流量测量方法。用移动挡板法只要求测量水槽的尺寸、水面高度以及挡板移动的时间。但此方法只能用于试验室或泵站进行原型试验，其测量范围可达3m3/s左右。系统不确定度(95%置信度)约为0.2%~0.3%。 四、水泵流量测量方法——压差装置法 差压装置测量流量的方法中，压差装置包括板孔、喷嘴和文丘里管。 选择不同压差装置应考虑的因素： 1) 孔板可以具有更高精度，文丘里管精度最低。 2) 文丘里管水头损失比孔板和喷嘴要小很多(相同压差下小5倍)。 3) 文丘里管要求的直管段长度比孔板、喷嘴要短。 4) 孔板的加工定位简单。 5) 孔板受压差影响引起孔板弯曲，则产生明显误差。 采用压差装置法必须满足最少直管段长度要求，且安装整流栅。注意管子的直径和雷诺数必须符合每种压差装置的标准中规定的范围。如果没有特别校准，测流量时其不确定度(95%置信度)为：孔板或喷嘴为1%~1.5%，文丘里管为1%~2%。 五、水泵流量测量方法——堰法 堰是一种普遍认知最稳定的测流量方法，包括矩形堰、槽口堰、三角堰、全宽堰等。 堰流量系数的不确定度与标准要求的精度相差较大，堰会引起引水槽中非常敏感的速度分布，因此在正确的使用条件下应对堰进行原位校准。采用堰法测量流量的不确定度(95%置信度)试验室为0.5%~1.5%，现场为1%~2%。 六、水泵流量测量方法——流量计法 流量计(分涡轮流量计和电磁流量计)法是当前较普遍采用的测量流量方法。由于流量计直接给出电信号，易于集中到一个自动测量系统中，且直观、准确、高效。 应当注意的是，对流量计要进行周期校准，且对介质的清洁度要求较高，不能有杂物堵塞或缠绕。流量计系统不确定度(95%置信度)涡轮流量计为0.1%~0.5%，电磁流量计为0.5%~2%。 七、水泵流量测量方法——速度面积法 在封闭管路中，分别用流速计和比托管测量流量的全部规范(仪器应用的条件、仪器的选择与使用)，通过测点速度的测量和用速度分布的图解或数学积分来计算流量。 采用速度面积法测量流量的特点是： 1) 需要相当长的直管段，以保证有规律的速度分布。 2) 流速仪只适用于大口径的管路或水渠。 3) 仪器投入测量状态相当困难，需较长时间调试。 4) 大流量泵的试验中，速度积分法往往是唯一可采用的方法。 一般情况下，速度积分法测量系统不确定度(95%置信度)为1%~2%。但应注意在管路中的流速仪或比托管的支架不能过分干扰液流;为避免扰动或旋涡，除保证较长的直管道外，还应优先考虑把测量截面置于泵的进口。 八、水泵流量测量方法——示踪法 示踪法测量流量包括“稀释法”(恒速注入)和“通过时间法”(即盐水速度法)。其采用的示踪物质可以是放射性的，也可以是非放射性的。 示踪法的特点是，流量的测量范围很大，对管路干扰很小，对管路的直管段长度无要求，其系统不确定度(95%置信度)为1%~2%。 |
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GMT+8, 2021-12-6 20:45
