摘要:以變(biàn)溫航空潤滑油(yóu)爲工作介質的(de)渦輪流量計 儀(yi)表系數修正方(fang)法，利用變溫航(hang)空潤滑油流量(liang)标☁️準裝置對4支(zhi)🙇🏻渦輪流量計在(zài)多個溫度點下(xia)進行了校準試(shi)驗🐕，通過雙指數(shu)衰㊙️減函數對校(xiao)準結果進行拟(nǐ)合修正。結果表(biao)明，各🌈溫度點和(hé)流量點渦輪流(liú)量計儀表系數(shù)與校準結果誤(wu)差小于1%，修正方(fang)法具有較好的(de)通用性。
0引言
　　渦(wo)輪流量計［1］因具(jù)有重複性好、量(liang)程範圍寬、适應(ying)性強、精☁️度高及(ji)🐆體積小等特點(diǎn)，被廣泛應用于(yu)流量試🏃🏻‍♂️驗、石油(you)計量、工業生産(chan)及航空發動機(ji)研制試驗等🛀🏻領(ling)域。目前，在低粘(zhān)度工作介質(如(ru)航空煤油)流量(liàng)測量中，渦輪流(liú)量計具有良好(hao)性☀️能表現;而在(zai)粘溫特性較差(chà)的航🤩空潤滑油(you)流㊙️量測量中，因(yīn)其粘度随溫度(du)變化較大(40℃時運(yun)動粘度約爲17cSt，100℃時(shi)粘度約爲5cSt)且渦(wo)輪流量計對介(jie)質粘度較爲敏(mǐn)感，直接使用渦(wō)輪流量計校準(zhǔn)結果尚無法滿(man)足試驗要求。
以(yǐ)航空潤滑油流(liú)量标準裝置爲(wei)試驗平台，對4支(zhi)渦輪流量計在(zài)不同溫度點進(jìn)行校準試驗，對(duì)儀表系數随🔅粘(zhān)度📞和流量變化(huà)關系進行分析(xi)，并通過雙指數(shu)衰減🔴函數對💋儀(yí)表系數(K)和頻率(lǜ)與粘度之商(F/υ)進(jìn)行曲線拟合☔。
1試(shi)驗設備
1.1标準裝(zhuang)置
　　航空潤滑油(yóu)流量校準裝置(zhi)如圖1所示。該裝(zhuang)置采用☁️電機驅(qū)動标準計量油(yóu)缸的結構形式(shi)，主要由計量🐅油(yóu)缸、電機及控制(zhì)器💜、滾珠絲杠、直(zhí)線導軌、校準管(guan)路、切換閥門、油(you)箱、控溫機組、溫(wen)度壓力傳感器(qi)、測量光栅尺、數(shu)據采集系統、測(ce)量控制計算機(ji)等部件構成。裝(zhuang)置采用伺服電(diàn)機驅動标準計(jì)量油🐆缸産生标(biao)準流量源，計量(liàng)油缸同時作爲(wei)容積标準，與光(guāng)栅配合構成流(liu)量測量系❄️統。标(biāo)準🔱裝置技術指(zhi)标爲:流量範圍(wei)爲0.5～160L/min;擴展不确定(dìng)度爲0.05%(k=2);溫度範圍(wei)爲20～120℃。

1.2被試流量(liang)計
試驗所用流(liu)量計是某研究(jiu)所渦輪流量計(ji)，流量計信息如(ru)表1所示。

2校準試(shì)驗結果
　　利用航(háng)空潤滑油流量(liàng)标準裝置在20，30，40，50，60，80℃下(xia)分别對4支渦輪(lun)流量計進行校(xiao)準試驗。流量計(ji)校準流量點分(fen)别爲6，17，28，39，50L/min;流量計校(xiao)準流量點分别(bie)爲12，24，36，48，60L/min。圖2和圖3分别(bie)是SN:1744和SN:1655兩支渦輪(lún)流量計在各溫(wen)度點儀表系數(shu)K随流量q變化曲(qǔ)線，從中可以看(kàn)出，不同溫度點(diǎn)下流量計儀表(biǎo)系🈚數差異很大(da)。


4支流量(liang)計各流量點q下(xia)儀表系數誤差(chà)ET曲線如圖4所😘示(shi)。

儀表系數差異(yi)ET爲

　　式中:K80爲某流(liu)量點80℃下儀表系(xi)數，L-1;K20爲某流量點(dian)20℃下儀表系數，L-1。
　　經(jing)計算可得，低流(liú)量點儀表系數(shù)最大相差14%以上(shang)，高流量點儀表(biao)系數最小相差(chà)約2%。
3修正方法研(yán)究
3.1儀表系數與(yu)雷諾數關系
　　渦(wo)輪流量計不同(tóng)溫度點儀表系(xi)數差異很大，主(zhǔ)要原因🧑🏽‍🤝‍🧑🏻是溫度(du)改變導緻航空(kōng)潤滑油粘度改(gai)變。校準結果🏃🏻中(zhong)儀表系數随流(liú)量🥵變化曲線未(wei)體現滑油粘度(dù)對渦輪流量計(ji)的影響，流量㊙️計(jì)儀表系數K随雷(léi)諾數的變化🔴曲(qǔ)線如圖5和圖6所(suo)示。同一支流量(liàng)計在雷諾數相(xiang)近的🌈情況下，其(qí)對應的儀表系(xi)數很接近，儀表(biao)系數是雷諾數(shu)的單值函數。雷(lei)諾數Re關系式🏃‍♀️爲(wèi)

　　式中:q爲體積流(liu)量，m3/s;d爲渦輪流量(liàng)計内徑，m;ν爲某溫(wēn)度點下🏃🏻‍♂️滑油運(yun)動粘度，cSt;
　　多溫度(dù)點下實際測量(liàng)航空潤滑油粘(zhān)度，并拟合粘度(du)ν與溫度T函數關(guān)系，進而通過該(gai)函數關系計算(suàn)校準試驗各溫(wen)度點下介質粘(zhan)度。粘度與溫度(dù)函數關🌈系式爲(wèi)♌

3.2儀表系數曲線(xian)拟合
　　儀表系數(shù)與雷諾數存在(zài)單值函數關系(xi)，而雷諾數👅

　　可由(yóu)平均流速和運(yun)動粘度計算得(de)到，所以儀表系(xì)數K是流量計輸(shū)出頻率與運動(dòng)粘度之商(F/v)的函(han)數。研究最🔱終确(que)定采用雙指數(shù)衰減函數進行(hang)拟合，雙指數衰(shuai)減函數Kfit表示爲(wei)

　　表2是流量計拟(nǐ)合曲線系數。通(tōng)過R－square值對拟合度(dù)進行評估，4支流(liu)量計拟合優度(du)值處于0.992～0.997之間，拟(nǐ)合結果非常好(hao)。

SN:1744和SN:1655兩支流量計(ji)拟合曲線分别(bié)

　　如(ru)圖7與圖8所示。通(tong)過拟合公式計(jì)算各溫度和頻(pín)率🔞下的渦輪🔞流(liú)量計儀表系數(shu)，再通過式(5)和式(shì)(6)計算對應體積(ji)流👨‍❤️‍👨量［4］和💛拟合誤(wu)差。4支流量計拟(nǐ)合計算結果與(yǔ)标準流量最大(da)誤差分别是0.94%，0.80%，0.62%和(he)0.54%。


4結論(lun)
　　利用航空潤滑(hua)油流量标準裝(zhuang)置對四支渦輪(lún)流量計進行👅了(le)多個溫度點實(shí)流校準試驗，并(bing)利用雙指數衰(shuai)減函數進行了(le)拟合修正，拟合(hé)優度可達0.992以上(shang)。通過拟合公式(shi)對各溫度點和(hé)頻率點進行流(liu)量計算，計算結(jie)果與标準裝置(zhì)給定值最大誤(wù)差小于1%。研究結(jie)果表明，将雙指(zhǐ)數衰減函數應(yīng)用于變溫工況(kuàng)滑油流量測量(liàng)修正具有較強(qiáng)可行性與實用(yong)性。

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