摘(zhai)要:爲了了(le)解流體黏(nian)度對渦輪(lun)流量計 特(te)性曲線的(de)影響，采用(yong)同一流量(liang)計分别在(zai)四種不同(tong)黏度下進(jin)行實驗，通(tong)過大量實(shi)驗數據比(bi)對找出流(liu)體黏度變(bian)化對渦輪(lun)流量計特(te)性曲線、線(xian)性度的具(ju)體影響，進(jin)而指導相(xiang)關人員在(zai)工業計量(liang)中正确使(shi)用該流量(liang)計，保證工(gong)業計量的(de)準确性和(he)可靠性。
　　随(sui)着我國工(gong)業的不斷(duan)發展，科學(xue)技術的不(bu)斷進步，渦(wo)輪流量計(ji)作爲速度(du)式流量計(ji)的典型代(dai)表，被廣泛(fan)應于貿易(yi)結算、醫療(liao)衛生、環境(jing)保護、科學(xue)研究等重(zhong)大領域。由(you)于許多用(yong)戶對該流(liu)量計的參(can)數及計量(liang)概念不太(tai)了解，所以(yi)經常錯誤(wu)地認爲渦(wo)輪流量計(ji)在同一種(zhong)介質不同(tong)黏度下，線(xian)性度、系數(shu)也是一樣(yang)的，從而出(chu)現了測量(liang)數據與真(zhen)實數據相(xiang)差甚遠的(de)情況。
1原理(li)結構及概(gai)念
　　渦輪流(liu)量計利用(yong)置懸流體(ti)中葉輪感(gan)受流體的(de)平均流速(su)而推導出(chu)被測流體(ti)的瞬時流(liu)量和累積(ji)流量，一般(ban)由葉輪、導(dao)流器、永久(jiu)磁鋼、感應(ying)線圈、前置(zhi)放大器等(deng)部分組成(cheng)。渦輪流量(liang)計的結構(gou)如圖1所示(shi)。

(1)流體黏度(du)。由于流體(ti)流動時内(nei)部會産生(sheng).魔擦，所以(yi)各層的速(su)度是不同(tong)的，在相鄰(lin)層的接觸(chu)面存在一(yi)對等值反(fan)向的力，速(su)度較快的(de)流層帶動(dong)速度較慢(man)的層，使之(zhi)加快速度(du)，速度較慢(man)層阻滞較(jiao)快層，使之(zhi)減速，這種(zhong)阻滞力稱(cheng)爲内摩擦(ca)力,而流體(ti)黏度是内(nei)摩擦的量(liang)度，是流體(ti)反抗形變(bian)的能力"。各(ge)類流體的(de)黏度不一(yi)，對于一般(ban)流體,黏度(du)是溫度與(yu)壓力的函(han)數。文中提(ti)到的黏度(du)均爲運動(dong)黏度，單位(wei)爲cSt,1cSt=10-6m2/s。
(2)系數。儀(yi)表系數K是(shi)指單位體(ti)積的流體(ti).通過流量(liang)計發出的(de)脈沖數，單(dan)位爲L-1,計算(suan)公式如下(xia):

　　式中:Kij爲第(di)i檢定點第(di)j次檢定時(shi)的系數，L-1;Nij爲(wei)第i檢定點(dian)第j次檢定(ding)時的流量(liang)計顯示儀(yi)表測得的(de)脈沖數;Vij爲(wei)第i檢定點(dian)第j次檢定(ding)時标準裝(zhuang)置測得的(de)實際體積(ji)，L;β爲檢定用(yong)液體在檢(jian)定狀态下(xia)的體膨脹(zhang)系數;(?s)ij、(?m)ij,分别(bie)爲第i檢定(ding)點第j次檢(jian)定時标準(zhun)裝置和流(liu)量處的液(ye)體溫度℃;K爲(wei)檢定用液(ye)體在檢定(ding)狀态下的(de)壓縮系數(shu);(ps)ij、(pm)ij分别第i檢(jian)定點第j次(ci)檢定時标(biao)準裝置和(he)流量處的(de)液體表壓(ya)力，Pa;n爲每點(dian)檢定次數(shu);
(Ki)max爲流量計(ji)在流量檢(jian)定點得到(dao)的Ki中的最(zui)大值;(Ki)min爲流(liu)量計在流(liu)量檢定點(dian)得到的K中(zhong)的最小值(zhi)。
(3)線性度。在(zai)規定條件(jian)下，渦輪流(liu)量計校準(zhun)曲線與拟(ni)合直線間(jian)的最大偏(pian)差與滿量(liang)程輸出間(jian)的百分比(bi)稱爲線性(xing)度。該值越(yue)小，表明線(xian)性特性越(yue)好。計算公(gong)式如下:

式(shi)中:E爲流量(liang)計的線性(xing)度。
2檢測設(she)備及條件(jian)
(1)大氣壓:101818Pa。
(2)介(jie)質:航空潤(run)滑油。
(3)檢定(ding)裝置:航空(kong)潤滑油流(liu)量标準裝(zhuang)置。
3實驗數(shu)據及分析(xi)
　　根據上述(shu)檢測設備(bei)及條件，按(an)照JJC1037-2008《渦輪流(liu)量計檢定(ding)規程》，在四(si)種不同黏(nian)度下各檢(jian)定5個點，每(mei)點檢定3次(ci)，得到的數(shu)據如表1~表(biao)4所示，數據(ju)表中的頻(pin)率、流量、溫(wen)度、系數均(jun)爲每點檢(jian)定3次各自(zi)的平均值(zhi)。由表1得到(dao)儀表線性(xing)度爲8.9%，儀表(biao)系數爲528.61L-1;由(you)表2得到儀(yi)表線性度(du)爲6.3%，儀表系(xi)數爲553.89L-1;由表(biao)3得到儀表(biao)線性度爲(wei)2.6%，儀表系數(shu)爲596.18L-1;由表4得(de)到儀表線(xian)性度爲2.2%，儀(yi)表系數爲(wei)622.44L-1。


　　由于流體(ti)具有黏性(xing)，所以滑油(you)在通過流(liu)量計時産(chan)生黏滞阻(zu)力矩。從表(biao)1~表4可看出(chu)，滑油黏度(du)從93.24cSt-+52.14cSt-+16.28cSt-→+7.16cSt變化時(shi)，渦輪流量(liang)計的系數(shu)(528.61L-1-→553.89L-1->596.18L-1-→622.44L-1)、線性度(8.9%-+6.3%-→2.6%→2.2%)都(dou)在逐步發(fa)生明顯的(de)變化。當流(liu)量計的黏(nian)度最大爲(wei)93.24cSt時(數據表(biao)1)，整個流量(liang)計的線性(xing)度隻有8.9%，根(gen)本無法使(shi)用，要想達(da)到使用要(yao)求隻有縮(suo)小量程。通(tong)過觀察、計(ji)算發現，隻(zhi)有流量爲(wei)2.8990~4.1497m3/h時，線性度(du)爲(575.86-569.50)/(575.86+569.50)x100%=0.56%，才滿足(zu)JJG1037--2008《渦輪流量(liang)計檢定規(gui)程》允許的(de)最大誤差(cha)1.0%，也就是說(shuo)隻有在這(zhe)兩點範圍(wei)内使用，這(zhe)個流量計(ji)才算是合(he)格的。當黏(nian)度變小爲(wei)7.16cSt時，線性度(du)範圍則變(bian)寬，流量爲(wei)1.0196~4.0465m3/h時，線性度(du)爲(631.96-620.88)/(631.96+620.88)x100%=0.88%，完全符(fu)合規程最(zui)大允許誤(wu)差。
　　另外，從(cong)表1~表4均可(ke)看出，流量(liang)計黏度的(de)變化對流(liu)量最小點(dian)影響也比(bi)較大，在四(si)種不同黏(nian)度下，系數(shu)都在流量(liang)最後一點(dian)時發生了(le)明顯的下(xia)降;而且黏(nian)度最大爲(wei)93.24cSt時，系數從(cong)524.93L-1變爲481.35L-1，系數(shu)下降了43.58L-1;黏(nian)度爲7.16cSt時，系(xi)數從620.88L-1變爲(wei)608.97L-1,系數僅下(xia)降了11.91L-1。從中(zhong)可看出，随(sui)着黏度的(de)變小，對流(liu)量計下限(xian)的影響也(ye)越來越小(xiao)。黏度變化(hua)對渦輪流(liu)量計特性(xing)曲線的影(ying)響如圖2所(suo)示。圖2中特(te)性曲線從(cong)下至上依(yi)次對應表(biao)1、表2、表3和表(biao)4，儀表系數(shu)随着黏度(du)的升高而(er)下降，用于(yu)較高黏度(du)時，儀表系(xi)數與流量(liang)之間不再(zai)保持線性(xing)關系，因此(ci)，渦輪流量(liang)計測量高(gao)黏度時，必(bi)須根據黏(nian)度和流量(liang)進行修正(zheng)。圖2中特性(xing)曲線的拟(ni)合公式爲(wei):
y4=-5.0312x2+28.554x+596.52
y3=-3.1937x2+21.843x+573.19
y2=-8.474x2+57.668x+492.15
y1=-12.385x2+83.129x+441.24

　　用(yong)于測量液(ye)體的渦輪(lun)流量計，生(sheng)産廠所給(gei)的儀表系(xi)數K通常是(shi)用常溫水(shui)标定的，黏(nian)度隻有1cSt，爲(wei)了保證測(ce)量的精度(du)，必須注意(yi)被測流體(ti)黏度對流(liu)量計特性(xing)的影響(”。實(shi)驗表明，當(dang)液體黏度(du)大于15x10-6m2/s時，即(ji)使同一流(liu)量計同一(yi)介質，測量(liang)誤差也會(hui)明顯增大(da)，所以必須(xu)盡量在接(jie)近的工作(zuo)條件下重(zhong)新标定，從(cong)而減小誤(wu)差。
4結束語(yu)
　　随着流體(ti)黏度的變(bian)化，流量計(ji)的系數、線(xian)性度都會(hui)發生變化(hua)，黏度越大(da)，線性度範(fan)圍越小。同(tong)時黏度變(bian)化對特性(xing)曲線的下(xia)限流量影(ying)響最大,影(ying)響随着流(liu)量的增大(da)而減小。大(da)量實驗數(shu)據表明,口(kou)徑越大的(de)流量計，黏(nian)度變化對(dui)線性的影(ying)響越小;口(kou)徑越小，影(ying)響越大。

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