摘要:以變(bian)溫航空潤滑油爲(wèi)工作介質的渦輪(lún)流量計 儀表系數(shù)修正方法，利用變(biàn)溫航空潤滑油流(liu)量标準裝置對4支(zhī)渦輪流量計在多(duō)個溫度點下進行(háng)了校準試驗，通過(guo)雙指數衰☀️減函數(shù)對校準結果進行(háng)拟合修正。結果表(biao)明，各溫度點和流(liú)量點渦輪流量計(ji)儀表系數與校準(zhun)結果誤差小于1%，修(xiū)正方法具有較好(hao)的通用性。
0引言
　　渦(wō)輪流量計［1］因具有(yǒu)重複性好、量程範(fan)圍寬、适應性👣強、精(jing)度高及體積小等(deng)特點，被廣泛應用(yòng)于流量試驗、石油(yóu)計👌量、工業生♊産及(jí)航空發動機研制(zhi)試驗等領域。目前(qián)，在低粘度工作介(jiè)質(如航空🔅煤油)流(liú)量測量中，渦輪流(liu)量計具有良好性(xìng)能表現;而在粘溫(wen)特🌈性較差的航空(kōng)潤滑油流量測量(liang)中，因其粘度随溫(wen)✔️度變化較大(40℃時運(yùn)動粘度約爲17cSt，100℃時粘(zhan)度約爲5cSt)且渦輪流(liú)量計對介質粘度(dù)較爲敏感，直接使(shi)用渦輪流量計校(xiao)準結果尚無法滿(man)足試驗要求。
以航(háng)空潤滑油流量标(biao)準裝置爲試驗平(píng)台，對4支渦輪❤️流量(liàng)計在🙇🏻不同溫度點(diǎn)進行校準試驗，對(duì)儀表系數随粘度(dù)和流✂️量變化關系(xi)進行分析，并通過(guò)雙指數衰減函數(shù)對儀表系數(K)和頻(pin)率與粘度之商(F/υ)進(jìn)行🔴曲線拟合。
1試驗(yan)設備
1.1标準裝置
　　航(háng)空潤滑油流量校(xiao)準裝置如圖1所示(shì)。該裝置采用電機(jī)驅動标準計量油(you)缸的結構形式，主(zhu)要由計量油缸、電(dian)機㊙️及控🌈制器🏃、滾珠(zhu)絲杠、直線導軌、校(xiao)準管路、切換閥門(mén)、油箱、控溫機組、溫(wen)度壓力傳感器、測(ce)量光栅尺、數據采(cǎi)集系統、測量控制(zhì)計算機等部件構(gòu)成📐。裝置采用伺🍉服(fu)電機驅動🥰标準計(jì)量油缸産生标準(zhǔn)流量源，計量油缸(gāng)同時作爲容積标(biao)準，與光栅配合構(gou)成流量測量系統(tong)。标準裝置技術指(zhǐ)标爲:流量範圍爲(wèi)0.5～160L/min;擴展不确定度爲(wèi)0.05%(k=2);溫度範圍爲20～120℃。

1.2被試流量(liang)計
試驗所用流量(liang)計是某研究所渦(wo)輪流量計，流量計(ji)🚶‍♀️信息🏃🏻‍♂️如表1所示。

2校(xiào)準試驗結果
　　利用(yòng)航空潤滑油流量(liang)标準裝置在20，30，40，50，60，80℃下分(fèn)别對4支渦輪流🍉量(liàng)🌐計進行校準試驗(yàn)。流量計校準流量(liang)點分别爲6，17，28，39，50L/min;流量計(jì)校準流量點分别(bie)爲12，24，36，48，60L/min。圖2和圖3分别是(shì)SN:1744和SN:1655兩支渦輪流量(liàng)計在各溫度點儀(yi)表系數K随流量q變(bian)化曲線，從中可以(yi)看出，不同溫度點(dian)下流量計儀表系(xi)數差異很大。


4支流量計各流量(liang)點q下儀表系數誤(wù)差ET曲線如圖4所示(shì)‼️。

儀表系數差異ET爲(wèi)

　　式中:K80爲某流量點(dian)80℃下儀表系數，L-1;K20爲某(mou)流量點20℃下儀表系(xi)數，L-1。
　　經計算可得，低(di)流量點儀表系數(shù)最大相差14%以上，高(gāo)流量點儀表系數(shù)最小相差約2%。
3修正(zhèng)方法研究
3.1儀表系(xì)數與雷諾數關系(xi)
　　渦輪流量計不同(tóng)溫度點儀表系數(shu)差異很大，主要👄原(yuán)因是溫🔴度👈改變導(dǎo)緻航空潤滑油粘(zhān)度改變。校準📞結果(guǒ)中儀表系數随流(liú)量變化曲線未體(ti)現滑油粘度對渦(wō)輪流量計的影響(xiǎng)，流量計儀表🔞系數(shu)K随雷諾數的變化(huà)曲線如圖5和圖6所(suo)示。同一支流量計(jì)在雷諾數相近的(de)情況下，其對✨應的(de)儀表系數很接近(jìn)，儀表系數是雷諾(nuò)數的單值函數。雷(lei)諾數Re關系式爲

　　式(shi)中:q爲體積流量，m3/s;d爲(wèi)渦輪流量計内徑(jing)，m;ν爲某溫度點下滑(huá)油運動粘度，cSt;
　　多溫(wēn)度點下實際測量(liàng)航空潤滑油粘度(du)，并拟合粘度ν與溫(wēn)🈲度T函數關系，進而(er)通過該函數關系(xì)計算校準試📐驗各(gè)溫度點下介質粘(zhān)度。粘度與溫度函(han)數關系式爲

3.2儀表(biao)系數曲線拟合
　　儀(yi)表系數與雷諾數(shu)存在單值函數關(guān)系，而雷諾數🌈

　　可由(yóu)平均流速和運動(dòng)粘度計算得到，所(suo)以儀表系數K是流(liu)量計輸出頻率與(yu)運動粘度之商(F/v)的(de)函數。研究最終确(què)定采用雙指數衰(shuāi)減函數進行拟合(hé)，雙指數衰減函數(shu)Kfit表示爲

　　表2是流量(liang)計拟合曲線系數(shù)。通過R－square值對拟合度(dù)進行✊評✂️估，4支流量(liang)計拟合優度值處(chù)于0.992～0.997之間，拟合結果(guǒ)非常好。

SN:1744和SN:1655兩支流(liú)量計拟合曲線分(fèn)别

　　如圖7與(yǔ)圖8所示。通過拟合(he)公式計算各溫度(du)和頻率下的渦輪(lun)流💘量計儀表系數(shu)，再通過式(5)和式(6)計(ji)算對應體積流量(liang)［4］和拟合誤差。4支流(liu)量計拟合計算結(jie)果與标準流量最(zui)大誤差分别是0.94%，0.80%，0.62%和(he)0.54%。


4結論
　　利用(yòng)航空潤滑油流量(liang)标準裝置對四支(zhī)渦輪流量計進✂️行(hang)了多個溫度點實(shí)流校準試驗，并利(li)用雙指數衰減函(hán)💃數進行了☔拟合修(xiū)正，拟合優度可達(da)0.992以上。通過拟合公(gong)式對各溫度點和(he)頻率點進行流量(liang)計算，計算結果與(yu)标準裝置給定值(zhi)最大誤差小于1%。研(yan)究結果表明♍，将雙(shuang)指數衰減函數應(yīng)用于變溫工況滑(hua)油流量測量修正(zheng)具有較強可行性(xìng)與實用❤️性。

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