摘要:在(zai)實際應(ying)用中，燃(ran)油流量(liang)計 常會(hui)工作于(yu)非穩定(ding)流量狀(zhuang)态下，此(ci)時流量(liang)計的計(ji)🔆量性能(neng)可能會(hui)發生變(bian)化。利用(yong)燃油動(dong)态流量(liang)标準裝(zhuang)置🛀🏻，對科(ke)裏奧利(li)質💃量流(liu)量計和(he)容積式(shi)刮闆流(liu)量計分(fen)别進行(hang)非㊙️穩态(tai)流量試(shi)驗，分析(xi)了🐅非穩(wen)态流量(liang)環境對(dui)這兩種(zhong)流量🔴計(ji)測量結(jie)⁉️果的影(ying)響，并給(gei)出了🈲使(shi)用和校(xiao)準建議(yi)。
0引言
　　目(mu)前，實驗(yan)室均是(shi)在穩态(tai)流量條(tiao)件下，對(dui) 流量計(ji) 進行檢(jian)定或校(xiao)準試驗(yan)，即通過(guo)流量标(biao)準裝置(zhi)提供穩(wen)定🐇的标(biao)準流量(liang)，将流量(liang)計的示(shi)值與标(biao)準流量(liang)值進行(hang)比較，計(ji)算誤差(cha)，從而評(ping)價流量(liang)計的計(ji)量性能(neng)，例如: 渦(wo)輪流量(liang)計 檢定(ding)規程要(yao)求在特(te)定流量(liang)點下進(jin)行試驗(yan)，并且要(yao)求“在檢(jian)定🔱過程(cheng)中，每調(diao)整一個(ge)流量點(dian)，都應待(dai)壓力、溫(wen)度、流量(liang)穩定後(hou)方可進(jin)行檢定(ding)”山。然而(er)實際工(gong)況🍓中的(de)流量往(wang)往是非(fei)穩💔态的(de)，例如飛(fei)機在起(qi)飛、爬升(sheng)、俯沖、巡(xun)航、加力(li)、滑翔💃、降(jiang)落等飛(fei)行狀态(tai)時，發動(dong)機的🚩耗(hao)油速率(lü)、耗油量(liang)均會發(fa)生急劇(ju)變化，燃(ran)油管道(dao)内🚶會産(chan)生流場(chang)變💰化和(he)壓力變(bian)化，因此(ci)有必要(yao)對流量(liang)🤟計非穩(wen)态下的(de)計量性(xing)能進行(hang)研究🤩。
　　近(jin)年來，國(guo)内學者(zhe)針對渦(wo)輪流量(liang)計和科(ke)裏奧利(li)質量流(liu)量進行(hang)了動态(tai)響應的(de)理論分(fen)析和仿(pang)真口2-3，但(dan)相關試(shi)驗相對(dui)較少。利(li)用燃油(you)動态流(liu)量标準(zhun)裝置👨‍❤️‍👨，對(dui)科裏♋奧(ao)利質量(liang)流量計(ji)和容積(ji)式刮闆(pan)流量計(ji)分别進(jin)行非穩(wen)态流量(liang)試驗。
1流(liu)量計原(yuan)理及數(shu)學模型(xing)
1.1科裏奧(ao)利質量(liang)流量計(ji)
　　科裏奧(ao)利質量(liang)流量計(ji)基于科(ke)裏奧利(li)力效應(ying)，直接.測(ce)量流體(ti)的質量(liang)流量，簡(jian)稱科氏(shi)質量流(liu)量計(CoriolisMassFlowmeter,CMF)。該(gai)流量計(ji)⚽内部設(she)計有振(zhen)動的測(ce)量管，流(liu)體在測(ce)量管中(zhong)的流動(dong)相當于(yu)直線運(yun)動，而測(ce)量管的(de)振動會(hui)産生一(yi)個角速(su)度，由于(yu)振動是(shi)受到外(wai)加電磁(ci)場驅動(dong)的，有着(zhe)固定的(de)㊙️頻率，因(yin)此，流體(ti)在管道(dao)中受到(dao)的科裏(li)💔奧利力(li)僅與其(qi)質量和(he)運動速(su)度有關(guan)，而質量(liang)和運動(dong)速度及(ji)流速的(de)乘積就(jiu)🌍是需要(yao)測量的(de)質量流(liu)量，因此(ci)通過測(ce)量流體(ti)在管道(dao)中受到(dao)的📞科裏(li)奧利力(li)🐆，便可以(yi)測量其(qi)質量流(liu)量。其數(shu)學模型(xing)爲

　　當流(liu)體流過(guo)振動的(de)測量管(guan)時，在測(ce)量管中(zhong)産生的(de)科裏✊奧(ao)利力會(hui)引起振(zhen)動管發(fa)生微小(xiao)變形，從(cong)而産生(sheng)進口和(he)出口的(de)相位差(cha)，如圖1所(suo)示。當流(liu)量爲零(ling)時，即流(liu)體停滞(zhi)不流動(dong)時，入口(kou)A和出口(kou)B處🚩的相(xiang)位差爲(wei)零。當有(you)流體流(liu)過時，測(ce)量管入(ru)口A處振(zhen)動減速(su)，出口B處(chu)振動加(jia)速，當質(zhi)量流量(liang)增加時(shi)，相位差(cha)也增加(jia)，通🔴過入(ru)口和出(chu)口的電(dian)磁式相(xiang)位傳感(gan)器，即可(ke)測量管(guan)子的振(zhen)動🔞相位(wei)。科裏奧(ao)利質量(liang)流量計(ji)的K系數(shu)就是質(zhi)量流量(liang)與相位(wei)差的特(te)征數。

1.2容(rong)積式流(liu)量計
　　容(rong)積流量(liang)計是一(yi)種利用(yong)定容積(ji)器件連(lian)續測量(liang)流體總(zong)量的儀(yi)表，亦稱(cheng)爲正排(pai)量流量(liang)計(PositiveDisplace-mentFlowmeter，PDF)[4]。選用(yong)的容積(ji)式刮闆(pan)流量計(ji)的結構(gou)如圖2所(suo)示，其結(jie)構由柱(zhu)形計🙇🏻量(liang)腔體、一(yi)個阻塞(sai)轉子(Blockingrotor)和(he)兩個移(yi)動轉子(zi)(Displace-mentrotors)構成。在(zai)轉子轉(zhuan)動的一(yi)個周期(qi)😘内的任(ren)何位置(zhi)，計量腔(qiang)體、阻塞(sai)轉子以(yi)及至少(shao)一個位(wei)移轉子(zi)之間始(shi)終保持(chi)着連㊙️續(xu)的密封(feng)。

　　當流體(ti)通過流(liu)量計時(shi)，會推動(dong)計量腔(qiang)内部的(de)轉子轉(zhuan)🔞動🏃🏻‍♂️，轉動(dong)🌂中❌的轉(zhuan)子将流(liu)體分割(ge)，流體的(de)流動與(yu)轉子的(de)轉動同(tong)時進行(hang)。當流🌏體(ti)進入計(ji)量腔時(shi)，流體不(bu)斷的被(bei)分割和(he)🌍測量，與(yu)此同時(shi)❗前部的(de)流體通(tong)過流🏃🏻‍♂️量(liang)計并進(jin)入下遊(you)管道。由(you)于計量(liang)腔的容(rong)積是已(yi)知的，且(qie)阻塞轉(zhuan)✂️子的每(mei)一次旋(xuan)轉中通(tong)過♊流量(liang)計的體(ti)⭕積量都(dou)是相同(tong)的，通過(guo)測量轉(zhuan)子的轉(zhuan)數，即可(ke)得到通(tong)過流量(liang)計的累(lei)積流量(liang)。容積式(shi)流量計(ji)的理論(lun)公式爲(wei)
Q=Kn　　　　　　　　(2)
式中:Q爲(wei)流體總(zong)量;K爲儀(yi)表系數(shu);n爲分割(ge)流體機(ji)構的轉(zhuan)數🐪。

2非穩(wen)态流量(liang)源
　　本次(ci)試驗所(suo)使用的(de)标準裝(zhuang)置爲燃(ran)油動态(tai)流量标(biao)準🈲裝置(zhi)♻️，該裝置(zhi)采用主(zhu)動式活(huo)塞體積(ji)管作爲(wei)标準器(qi)，其擴展(zhan)測量不(bu)确定度(du)U=0.05%(k=2)，原理如(ru)圖4所示(shi)。

　　燃油動(dong)态流量(liang)标準裝(zhuang)置的工(gong)作原理(li)爲:工作(zuo)過程.中(zhong)電機🈚旋(xuan)轉，驅動(dong)滾珠絲(si)杠帶動(dong)标準體(ti)積管活(huo)塞左行(hang)💃，排出液(ye)體流經(jing)控制閥(fa)門及被(bei)檢流量(liang)計後經(jing)過過濾(lü)🎯器回到(dao)儲油箱(xiang)♻️;同時，儲(chu)油箱裏(li)的油經(jing)過下遊(you)管段進(jin)入标準(zhun)體🌏積管(guan)。通過設(she)置電機(ji)的轉速(su)實⛹🏻‍♀️現非(fei)穩态流(liu)量，通過(guo)采集光(guang)栅值來(lai)确🔱定活(huo)塞的移(yi)動位置(zhi)，由于💋截(jie)面積已(yi)知，可準(zhun)🌈确計算(suan)得到标(biao)準流量(liang)值。.
3試驗(yan)結果分(fen)析
　　選用(yong)直管式(shi)科裏奧(ao)利質量(liang)流量計(ji)和容積(ji)式刮闆(pan)流🏃量🐆計(ji)作爲試(shi)驗對象(xiang)，分别進(jin)行穩态(tai)流量試(shi)驗和非(fei)穩态流(liu)量試驗(yan)。試驗流(liu)量計選(xuan)型如表(biao)1所示。試(shi)驗介質(zhi)爲航空(kong)燃油RP-3，密(mi)度約爲(wei)780m'/h，運動粘(zhan)度約爲(wei)1.591mm2/s。
3.1穩态下(xia)試驗
　　在(zai)穩态流(liu)量下，參(can)照國家(jia)檢定規(gui)程分别(bie)對科裏(li)奧利質(zhi)量流量(liang)計和刮(gua)闆流量(liang)計進行(hang)校準試(shi)驗，得到(dao)的試驗(yan)數據如(ru)㊙️表2與表(biao)3所示。

　　試(shi)驗數據(ju)表明，選(xuan)用的科(ke)裏奧利(li)質量流(liu)量計和(he)刮闆✊流(liu)🎯量計在(zai)穩态流(liu)量下誤(wu)差很小(xiao)，具有較(jiao)好精度(du)。
3.2非穩态(tai)下試驗(yan)
　　調節燃(ran)油流量(liang)标準裝(zhuang)置中的(de)電機轉(zhuan)速，使裝(zhuang)置産⭐生(sheng)的🈲流量(liang)按照一(yi)定的斜(xie)率逐漸(jian)變化，流(liu)量變化(hua)如圖5所(suo)示。

　　此時(shi)，對科裏(li)奧利質(zhi)量流量(liang)計分别(bie)進行流(liu)量遞增(zeng)✌️校準測(ce)試和流(liu)量遞減(jian)校準測(ce)試，重複(fu)測試3次(ci)，得到試(shi)驗數據(ju)如表😍4所(suo)示。
同樣(yang)的對刮(gua)闆流量(liang)計分别(bie)進行流(liu)量遞增(zeng)校準測(ce)試和流(liu)量🔴遞減(jian)校準測(ce)試，重複(fu)測試3次(ci)，得到試(shi)驗數據(ju)如表5所(suo)示。

　　上述(shu)數據表(biao)明，在瞬(shun)時流量(liang)qs連續增(zeng)大的過(guo).程中，科(ke)裏奧利(li)質🔴量流(liu)量計的(de)儀表系(xi)數會減(jian)小，其顯(xian)示流量(liang)值小于(yu)标準流(liu)量;在瞬(shun)時流量(liang)qs連續減(jian)小的過(guo)程中，科(ke)裏奧利(li)質量流(liu)量計的(de)儀表系(xi)數會增(zeng)大，其顯(xian)示流量(liang)值大于(yu)标準流(liu)量。而對(dui)于刮闆(pan)流量計(ji)，無論📐瞬(shun)時流量(liang)qs增大還(hai)是減小(xiao)，其儀表(biao)系數未(wei)發生明(ming)顯變化(hua)。
4結論
　　 在(zai)非穩态(tai)流量條(tiao)件下，容(rong)積式流(liu)量計的(de)計量性(xing)能要優(you)于科裏(li)奧利質(zhi)量流量(liang)計，在非(fei)穩态流(liu)量測量(liang)時，推薦(jian)優先選(xuan)擇容積(ji)式🧑🏽‍🤝‍🧑🏻流量(liang)計。對科(ke)裏奧利(li)質量流(liu)量計進(jin)行檢定(ding)或者校(xiao)準試驗(yan)時，要求(qiu)标準裝(zhuang)置必須(xu)提供穩(wen)定流量(liang)源，否則(ze)會産生(sheng)非穩态(tai)下的測(ce)量誤差(cha)。

以上内(nei)容源于(yu)網絡，如(ru)有侵權(quan)聯系即(ji)删除!