摘要:在實際應用(yong)中，燃油流量計 常(cháng)會工作于非穩定(dìng)流量狀态下，此時(shi)流量計的計量性(xing)能可能會發生變(biàn)化。利用燃油動态(tai)流量标準㊙️裝置，對(duì)科裏奧💋利質量流(liú)量計和容積式刮(guā)闆流量計分别進(jin)行非穩态流🤟量試(shì)驗，分析了非穩态(tai)流量環境對這兩(liang)種流量計測量結(jie)果的影響，并給出(chū)了🚶‍♀️使用和校準建(jiàn)議。
0引言
　　目前，實驗(yàn)室均是在穩态流(liú)量條件下，對 流量(liang)計 進行檢定或校(xiào)準試驗，即通過流(liu)量标準裝置提供(gong)穩定的标準流量(liang)，将流量計的示值(zhí)與标準流量值進(jìn)行比較✏️，計算誤差(chà)💁，從而評價流量計(jì)的計量性能，例如(ru): 渦輪流量計 檢定(ding)規程要求在特定(ding)流量點下進行試(shi)驗，并且要求“在檢(jian)定過🏃‍♀️程中，每調整(zheng)一個流量點，都應(yīng)待壓力、溫度、流量(liàng)穩定後方可進行(háng)檢定”山。然而實際(ji)工況中的流量往(wang)往是非穩态的，例(li)🔅如飛機在起飛、爬(pa)升🏃🏻‍♂️、俯沖、巡航、加力(li)、滑翔、降落等飛行(hang)狀态時，發動機的(de)耗油速率、耗油量(liàng)均會發生急劇變(bian)化，燃油管道内💋會(hui)産生流場👌變㊙️化和(he)壓力變化，因此有(yǒu)必要對流量計非(fēi)穩态📐下的計量性(xing)能進行研究💯。
　　近年(nián)來，國内學者針對(dui)渦輪流量計和科(kē)裏奧利質量流量(liang)進🔴行了動态響應(yīng)的理論分析和仿(páng)真口2-3，但相關🚩試驗(yàn)相對較少💞。利用🤟燃(ran)油動态流量标準(zhǔn)裝置，對科裏奧利(lì)質🔞量流量計和容(rong)積式刮闆流量計(jì)分❌别進行非穩态(tai)流量試驗。
1流量計(jì)原理及數學模型(xing)
1.1科裏奧利質量流(liú)量計
　　科裏奧利質(zhì)量流量計基于科(kē)裏奧利力效應，直(zhí)接.測🧑🏾‍🤝‍🧑🏼量流體的質(zhì)量流量，簡稱科氏(shi)質量流量計(CoriolisMassFlowmeter,CMF)。該流(liu)量計🚶‍♀️内部📧設計有(yǒu)振動的測量管，流(liú)體在測量管中的(de)流動相當于直線(xian)運👌動，而測量管的(de)振動會産生一個(gè)角速度，由于振動(dòng)是受到💘外加電磁(cí)場驅動的‼️，有着固(gù)定的頻率，因此，流(liu)體在管道中受到(dào)的科裏🏃‍♂️奧利力僅(jin)與其質量和運動(dòng)速度有關，而質量(liang)和運動速度及流(liu)速的乘積就是需(xū)要測☀️量的質量流(liú)量🐇，因此通過測量(liang)流體✂️在管道中受(shòu)到的科裏奧利力(li)，便可以測量其質(zhi)量流量。其數學模(mo)型爲

　　當流體流過(guo)振動的測量管時(shí)，在測量管中産生(sheng)的✔️科裏🏃奧利力會(huì)引起振動管發生(shēng)微小變形，從而産(chan)生進口和出口的(de)相位差，如圖1所示(shi)。當流量爲零時，即(jí)流體停滞不流動(dòng)時，入口A和出口B處(chu)的相位差爲零。當(dang)有流🛀體流過時，測(cè)量管入口A處振動(dòng)減速，出口㊙️B處振動(dòng)加速，當質量流量(liàng)增加時，相位🔴差也(yě)增加，通過入口和(hé)出口㊙️的電磁式相(xiàng)位💰傳感器，即可測(cè)量管子的振動相(xiang)位。科裏奧利🐆質量(liang)流量計的K系數就(jiù)是質量流量與相(xiàng)位差的特征數。

1.2容(rong)積式流量計
　　容積(jī)流量計是一種利(lì)用定容積器件連(lian)續測量流💛體總量(liang)的儀表，亦稱爲正(zhèng)排量流量計(PositiveDisplace-mentFlowmeter，PDF)[4]。選用(yòng)的容積式刮🐪闆流(liu)量計的結⛹🏻‍♀️構如💋圖(tú)2所示，其結構由柱(zhù)形計量腔體、一個(ge)阻塞轉子(Blockingrotor)和兩個(ge)移動轉🌂子(Displace-mentrotors)構成。在(zài)轉子轉動的一個(ge)周期内的任何位(wei)置，計量🏃腔體、阻塞(sai)💞轉子以及至少一(yi)個位移🔱轉子之間(jiān)始✍️終保持着連續(xù)的密封。

　　當流體通(tōng)過流量計時，會推(tui)動計量腔内部的(de)轉子轉動，轉♈動中(zhōng)❤️的轉子将流體分(fèn)割，流體的流動與(yǔ)轉子的轉動同時(shi)進行。當流體進入(ru)計量腔時，流體不(bú)斷的被分割和測(ce)量，與此同時前部(bu)的🏃🏻‍♂️流體通過流😘量(liàng)計并進入下遊管(guan)道。由于計量腔的(de)容🙇‍♀️積是已知的，且(qiě)阻塞轉子的每一(yī)次旋轉中通過流(liu)量計的體積量都(dou)是相同✔️的，通過測(cè)量轉子的轉數，即(jí)可🚶得到通過流量(liàng)計的累積流量。容(róng)積式流量計的理(lǐ)論公式🔆爲
Q=Kn　　　　　　　　(2)
式中:Q爲(wèi)流體總量;K爲儀表(biao)系數;n爲分割流體(ti)機構的轉🥰數。

2非穩(wen)态流量源
　　本次試(shi)驗所使用的标準(zhun)裝置爲燃油動态(tài)流量标準裝🐅置，該(gai)裝置采用主動式(shì)活塞體積管作爲(wei)标準器，其擴展測(cè)量🔞不确🔆定度U=0.05%(k=2)，原理(lǐ)如圖4所示。

　　燃油動(dong)态流量标準裝置(zhì)的工作原理爲:工(gong)作過程🏃‍♂️.中電機✍️旋(xuán)💘轉，驅動滾珠絲杠(gang)帶動标準體積管(guǎn)活塞左行，排出液(yè)體流經控制閥門(men)及被檢流量計後(hòu)經過過濾器回到(dào)儲油箱;同時，儲油(you)箱裏的油經過下(xia)💋遊管段進入标準(zhǔn)體積管。通過設置(zhi)電機的轉速實現(xian)非穩态流量，通過(guò)采集光栅值來确(que)定活塞的移🌏動位(wèi)置，由于截面積已(yǐ)知，可準确計算得(dé)到标準流量值。.
3試(shi)驗結果分析
　　選用(yong)直管式科裏奧利(li)質量流量計和容(róng)積式刮闆流量計(ji)作爲試驗對象，分(fèn)别進行穩态流量(liàng)試驗和非穩态流(liu)量試驗。試驗流量(liang)計選型如表1所示(shi)。試驗介質爲航空(kong)燃油RP-3，密度約爲780m'/h，運(yùn)動粘度約爲1.591mm2/s。
3.1穩态(tai)下試驗
　　在穩态流(liú)量下，參照國家檢(jian)定規程分别對科(kē)裏奧利質量流量(liàng)計和刮闆流量計(ji)進行校準試驗，得(dé)到的試驗數據如(ru)表2與表3所示。

　　試驗(yan)數據表明，選用的(de)科裏奧利質量流(liú)量計和刮🧑🏾‍🤝‍🧑🏼闆流😄量(liang)計在穩态流量下(xia)誤差很小，具有較(jiào)好精度🏃‍♂️。
3.2非穩态下(xià)試驗
　　調節燃油流(liu)量标準裝置中的(de)電機轉速，使裝置(zhi)産生的✌️流量按照(zhào)一定的斜率逐漸(jiàn)變化，流量變化如(ru)圖5所示。

　　此時，對科(ke)裏奧利質量流量(liàng)計分别進行流量(liang)遞增🔴校準測試和(hé)流量遞減校準測(cè)試，重複測試3次，得(dé)到試驗數據如表(biao)🥵4所示。
同樣的對刮(guā)闆流量計分别進(jin)行流量遞增校準(zhun)測試和流量遞減(jian)校準測試，重複測(cè)試3次，得到試驗數(shu)據如表5所示。

　　上述(shu)數據表明，在瞬時(shi)流量qs連續增大的(de)過.程中，科✔️裏奧🧡利(lì)質量流量計的儀(yí)表系數會減小，其(qí)顯示流量值小于(yú)标準流量;在瞬時(shí)流量qs連續減小的(de)過程🙇‍♀️中，科裏奧利(lì)質量流量計的儀(yi)表系數會增大，其(qí)顯✨示流量值大于(yu)标準流量。而對于(yú)刮闆流♋量計，無論(lun)🌈瞬時流量qs增大還(hai)是減小👌，其儀表系(xi)數未發生明顯變(biàn)化。
4結論
　　 在非穩态(tài)流量條件下，容積(ji)式流量計的計量(liang)性能要優于‼️科裏(lǐ)奧利質量流量計(jì)，在非穩态流量測(cè)量👅時，推薦優先選(xuǎn)擇容積式流量計(ji)。對科裏奧利質量(liàng)流量計進行檢🏃🏻‍♂️定(ding)或者💚校準試驗時(shi)，要⚽求标準裝置必(bi)須提供穩定流量(liàng)✌️源，否則會産生非(fei)穩态下的測量誤(wu)差。

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