本文應用(yong)流體力學有(you)關理論探讨(tǎo)了介質粘性(xìng)時轉子流量(liang)計 示值影響(xiang)的基本規律(lü),并以甘油水(shui)溶液爲工作(zuo)介質,在流量(liang)🛀标準裝置上(shàng)獲得了LZB,10,6三種(zhǒng)轉子流量計(ji)統一的粘性(xìng)修正公式🐆。結(jie)果表明結果(guo)的趨勢基本(běn)一緻,統一的(de)拈性修正公(gong)式與實驗值(zhi)的最大偏差(cha)爲3.3%。
　　轉子流量(liàng)計由于具有(you)結構簡單、成(chéng)本低、使用方(fang)便、量程範圍(wei)寬等優點,廣(guǎng)泛地應用于(yu)工業生産及(ji)科學研究中(zhōng),但是轉子流(liú)量計的使用(yòng)如同其他流(liú)量計一樣,遇(yù)到标定介質(zhi)與使用介質(zhì)粘性不一緻(zhi)的⭐問題.即轉(zhuǎn)子流量計📱在(zài)标定條件下(xia)使用标定介(jie)質所獲得的(de)刻度流量,當(dāng)使☁️用在實際(jì)工作條件下(xia)工✔️作介質的(de)粘性😘與标定(ding)介質不同時(shi),它的刻度應(ying)當作如何修(xiu)正.對于🚶‍♀️這個(ge)問題,國内外(wai)⁉️許多學者作(zuo)了大💋量的研(yán)究.這些研☎️究(jiu)從方法上講(jiǎng)可分爲兩大(da)類,一類着重(zhong)于盡可能地(di)🔞消除粘性影(yǐng)響的新型浮(fu)子🚶的設計t’l,以(yi)期避開由于(yu)标定介質與(yǔ)工作介質粘(zhān)性不同引起(qi)的示值修正(zheng);另一類研究(jiū)則是着眼于(yu)對🔅現有的轉(zhuǎn)子流量計通(tōng)過試驗找出(chū)其粘性修正(zheng)曲線,獲得在(zài)不同粘性的(de)工作介質下(xià)流量的轉換(huàn)關系〔“~6].
　　上述兩(liǎng)種方法對轉(zhuǎn)子流量計粘(zhān)性影響的研(yán)究有一定的(de)推✏️動作用,但(dan)從目前的工(gong)作來看尚存(cun)在一定的問(wen)題.采用第一(yī)種方法,可以(yi)找到一種粘(zhān)性影響減小(xiao)很多的浮子(zi),如盤形浮子(zi)的粘性影響(xiǎng)即爲老式浮(fú)子的25%,但盤形(xíng)浮子重量小(xiǎo),這樣轉子流(liu)量計的量程(cheng)也小,無法用(yòng)于實際生産(chǎn)。此外,盡管盤(pán)形浮子的粘(zhān)性影響極大(da)地降低,但問(wèn)題是仍然存(cún)在粘性影響(xiang),因此還是要(yào)尋求粘性影(ying)響的修正.對(duì)第二種方法(fa),目前大都用(yong)機油作工作(zuò)介質,并用加(jiā)溫改變粘性(xìng)的辦法來獲(huò)得實驗曲線(xian).衆所周知,采(cǎi)用對機油加(jia)溫的辦法🌐,實(shí)際上改變了(le)介質的3個參(cān)數,即溫度、粘(zhān)度、密度。這3個(ge)對轉子💃流量(liàng)計有影響的(de)參數💛中,密度(dù)的影響是可(kě)以區分出來(lái)的;但是溫度(du)與粘度的影(yǐng)響互相交叉(chā),很難區分。因(yīn)此由這些實(shí)驗得到的結(jié)果,實際上至(zhi)少是兩個因(yin)素♌影響的綜(zōng)合,不能獲得(dé)介質粘性這(zhè)✨單一因素對(duì)轉子流量計(jì)示值的影響(xiang)及其修正.迄(qi)今爲🙇🏻止的上(shang)述兩個方面(miàn)的研🌏究還有(you)一個問題是(shì)均爲實驗研(yan)究,理論研✍️究(jiu)偏少⭕.鑒于上(shang)述情況,本文(wen)☁️拟運用流體(ti)力學基本理(lǐ)論,分析轉子(zǐ)的💁運動,導出(chū)轉子流量計(jì)的數學模型(xíng),從而得出轉(zhuǎn)子流量計粘(zhān)性修正的理(li)論曲線。在實(shi)驗中采用不(bú)同濃度的甘(gān)油作介質并(bìng)将實驗結果(guǒ)進行密度修(xiū)正,得到以理(li)論爲基礎,經(jing)實驗驗證的(de)轉子🧡流量計(ji)粘性修正公(gōng)式.
1轉子流量(liang)計的數學模(mo)型
轉子流量(liang)計的轉子在(zai)處于某一平(píng)衡位置時受(shòu)到☂️下述幾個(gè)力的作用(見(jiàn)圖1):自上而下(xià)的力
a.浮子重(zhong)力Gf=ρfVfg
式中ρf—浮子(zǐ)的平均密度(dù)
Vf—浮子的體積(ji)g
g—當地重力加(jiā)速度
b.流體對(duì)浮子頂部的(de)壓力p2
自下而(er)上的力
a.浮子(zǐ)所受的浮力(lì)
Ff=pVfg
式中ρ—介質的(de)密度
b.流體對(dui)浮子底部的(de)壓力p1
c.浮子與(yǔ)被測介質的(de)粘性摩擦力(li)N,這個力有兩(liǎng)個分量📱N,與N2,鑒(jian)于錐管及浮(fu)子的軸對稱(cheng)性,N,自相平衡(héng).
浮子在平衡(heng)位置時的力(li)平衡方程爲(wèi)
P1S+N2+F1=P2S+G　　　　　　(1)
即(P1- P2) S+ N2=(ρf-ρ)Vfg　　　　(2)
式中S—浮子(zǐ)最大截面積(jī)
浮子處在任(rèn)一平衡位置(zhì)時P1- P2爲常數,因(yin)此從式(2)有Nz=const?? (3)　　
假(jiǎ)設浮子處于(yú)某一平衡位(wei)置時,浮子與(yu)管壁間流體(ti)流動爲層㊙️流(liú),有

式中t—流動(dòng)流體的切應(ying)力
m—介質粘度(dù)
u—r方向流體速(su)度分量
uz—Z方向(xiang)流體速度分(fèn)量
對錐管錐(zhuī)度較小的轉(zhuan)子流量計有(yǒu)



　　從式(16)即可由(you)已知粘度爲(wei)m1的介質,其通(tōng)過轉子流量(liàng)計流🈚量爲Q,浮(fú)子最大橫截(jie)面所在平面(mian)錐管半徑爲(wei)RI2max的情形時;求(qiú)得粘度爲m2的(de)介質,流量同(tong)樣爲Q時,浮子(zi)最大橫截面(mian)所在平面👣錐(zhuī)管的半徑爲(wei)RII2max.由此即可知(zhi)道浮子的✏️相(xiàng)應位置,從而(er)求得粘度爲(wei)産:的介質通(tōng)🏒過錐管時的(de)流量與浮子(zi)位置的關系(xì)。再與已知的(de)🌈召:介質的流(liu)量與浮子位(wei)置關系曲線(xiàn)比較,即可獲(huo)🌈得轉子流量(liàng)計的㊙️粘度修(xiu)正曲線。
　　理論(lùn)計算結果見(jian)圖2,3,4的虛線.從(cong)圖中可以看(kan)出:随着介質(zhi)粘度的上升(sheng),介質流量明(míng)顯下降.這是(shì)因爲在介質(zhi)粘度上升的(de)同時,浮子爲(wèi)了保持其粘(zhān)性阻力的不(bú)變性而減小(xiao)速度的徑向(xiang)👨‍❤️‍👨梯度,導緻介(jiè)質流量的減(jiǎn)小.這個趨勢(shi)與式(10)的結果(guo)是一緻的.


2實(shí)驗研究
　　本文(wen)用動态質量(liang)法标準裝置(zhi)測量通過轉(zhuan)子流量計的(de)介質流量.使(shi)用的介質爲(wei)甘油水溶液(yè),即用在甘油(you)中加入不🎯等(děng)量水的辦法(fa)來改變介質(zhì)的粘度。
　　在甘(gan)油中加入水(shuǐ)以後,在介質(zhi)粘度發生變(biàn)化的同時🐕介(jiè)質的密度也(ye)發生變化.爲(wei)了将介質密(mì)度變化對轉(zhuan)子流量計❤️示(shi)值的影響與(yu)介質粘性變(bian)化對轉子流(liú)量🔴計示值的(de)影響區分開(kāi)來.先用下式(shi)将所有實驗(yàn)數據都修正(zhèng)到與20℃水的密(mì)度對應的流(liú)量值

　　實驗采(cǎi)用國産LZB-15 LZB-10 LZB-6玻璃(lí)轉子流量計(jì),每種各實驗(yàn)2台.沒個流量(liàng)⭐刻度在每個(gè)粘度值時測(ce)量3次取平均(jun),實驗結果見(jian)圖2 3 4的實線.
折(she)現曲線課回(huí)歸成下述關(guān)系:
Q=a(m)+b(m)m+c(m) m2　　　　(18)
式中m=R2/R1
　　由于(yu)這些不同型(xíng)号的轉子流(liú)量計各不幾(ji)何相似,也不(bu)流♉體動力相(xiàng)似,因此上述(shù)a,b,c對不同型号(hao)的轉子流量(liàng)計是不相同(tóng)的。
對于LZB一15型(xing)
a=374.15一2224.4 m +1834.8 m2
b=38.675一38.254m一1.6394 m2
e=一0.077771一(yi)1.0519m+1.6394 m2
對于LzB一10型
a=-775.42 +726.9m
b=15.86一(yī)16.475 m
c=-0.17857 +0.196 m
對于LZB-6型
a=-155.641 +154.726m
b=6.2479+7.602m
c=一0.061789 +0.12932 m
　　理(li)論計算的結(jie)果與實驗值(zhi)的最大偏差(chà)不超過3.3%
3讨論(lun)
a.理論模型推(tuī)導時實際上(shang)用的是一元(yuan)流動模型,因(yīn)此對錐㊙️管錐(zhui)度小的玻璃(li)轉子流量計(jì)理論與實驗(yàn)值吻合較好(hǎo).
b.理論結果是(shi)在層流流動(dong)前提下得到(dao)的.證明對LZB一(yi)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼15, LZB一10,LZB一🙇🏻6三類轉(zhuǎn)子流量計理(li)論計算與實(shí)驗基本一緻(zhi),因此對這些(xie)流量計該模(mo)型是可行的(de)。
c.由于條件的(de)限制,特别是(shi)試驗對象的(de)品種、規格、數(shu)量都不❄️多,因(yīn)此可能使本(ben)文的試驗結(jié)果産生很大(da)📐的局限性,隻(zhī)能是個方法(fa)性的探讨,大(da)量的問題有(you)♉待于考量。

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