摘要:本文(wén)簡單介紹了渦輪(lun)流量計 的工作原(yuán)理和動态特性通(tōng)過實驗,找出渦輪(lun)流量計響應特性(xing)的影響因素,溫度(dù)的變化會引起渦(wo)輪流量計金屬材(cái)料熱脹冷縮,幾何(hé)尺寸的變化會引(yin)起渦輪轉速的變(biàn)化,K值也會随之改(gǎi)變,儀表常數和流(liú)體的粘滞性也有(yǒu)很大關系,粘度越(yuè)大,流量的線性範(fàn)圍愈小。反之粘度(du)越小,流量的線性(xing)範圍愈大。
0引言
　　在(zai)油田生産過程參(can)數(如溫度、壓力等(děng))檢測中，以流量測(ce)量最爲複雜,是較(jiào)難測量的參數。而(ér)且,流量檢測在油(yóu)田生産過程中又(you)十分重要,因而引(yǐn)起了工程技術人(rén)員的廣泛興趣。渦(wo)輪流量計是檢測(cè)液體流量的儀器(qì)之--,但由于液體各(ge)參數(如溫度粘度(dù).密度等)的影響，使(shǐ)得渦輪流量計在(zai)實際應用過程中(zhong)的測量有偏差,給(gěi)生産帶來了困難(nán)”。本文主要研究不(bu)同溫度下對渦輪(lún)響應K值的影響。
1渦(wō)輪流量計測量原(yuán)理
1.1基本原理
　　渦輪(lún)流量計是一種速(su)度式儀表,它是以(yi)動量矩守恒原理(lǐ)爲基礎的,流體沖(chòng)擊渦輪葉片,使渦(wo)輪旋轉,渦輪的旋(xuan)轉速度随流量的(de)變化而變化，最後(hou)從渦輪的轉數求(qiú)出流量值,通過磁(ci)電轉換裝置(或機(ji)械輸出裝置)将渦(wō)輪轉速變化成電(diàn)脈沖,送人二次儀(yi)表進行計算和顯(xiǎn)示,由單位時間電(diàn)脈沖數和累計電(dian)脈沖數反映出瞬(shùn)時流量和累計流(liú)量。
1.2渦輪流量計的(de)影響因素
　　渦輪流(liu)量計的理想特性(xìng)曲線僅與儀表結(jie)構參數有關,與流(liu)量變化無關,儀表(biǎo)系數K爲一常數。而(er)實際曲線并非如(ru)此,對于實際的渦(wo)輪流量計，渦輪首(shǒu)先必須克服軸承(cheng)的靜摩擦力後才(cai)能轉動”。我們将渦(wo)輪克服靜摩擦力(li)矩所需的最小流(liú)量值稱爲該渦輪(lun)的始動流量值。當(dang)通過流量計的流(liu)量小于始動流量(liang)值時,渦輪不轉,無(wú)信号輸出。當流量(liang)大于始動排量以(yǐ)後,随着流量的增(zeng)加,渦輪旋轉角速(su)度也将增大。以後(hou)在測量範圍内,流(liú)體産生的阻力矩(jǔ)将成爲影響流量(liàng)計特性的主要因(yīn)素。相對來說,由軸(zhou)承間摩擦産生的(de)機械阻力矩就比(bǐ)較小了。流體産生(sheng)的阻力矩對渦輪(lún)的影響又分爲兩(liang)種情況，當流體以(yi)較低速度流經渦(wo)輪,儀表常數是随(suí)被測液體的流量(liang)和運動粘度變化(huà)而變化的;當流體(tǐ)以較高速度流經(jīng)渦輪,儀表常數隻(zhi)與儀表本身的結(jie)構參數有關,而與(yǔ)流量無關。隻有這(zhè)種狀态時,儀表常(chang)數才真正表示了(le)常數的性質。渦輪(lun)流量計的流量範(fan)圍就是根據這一(yī)-區間來确定的眼(yǎn)。
2實驗及結果分析(xi)
2.1實驗數據-渦輪在(zài)水中不同溫度下(xià)的響應
　　不同溫度(dù)下,用水标定渦輪(lún)k值的情況如表1,從(cóng)表1中可以發現,由(you)于水的溫度有所(suǒ)增加,渦輪的K(K=F/Q)值相(xiang)對減小。
 
2.2實驗數據(jù)-渦輪在油中不同(tong)溫度下的響應
　　不(bu)同溫度下,标準渦(wo)輪對油流量的響(xiǎng)應數值如下表：
 
　　根(gen)據上表做出油對(duì)K值得響應特性曲(qu)線,如圖1所示,冷油(you)(16度)對K值的響應特(te)性,即F=119.7Q-46.383;熱油(60度)對K值(zhi)的響應特性,即:
F=107.04Q-20.484。
由(yóu)此,我們可以推導(dǎo)出:
Q=(F1+20.48)/107.04(1)
Q2=(F2+46.38)/119.7(2)
　　式中:Q1-熱油流量(liang);Q2-冷油流量;F1渦輪對(dui)Qt的頻率響應值;F2-渦(wō)輪對Q2的頻率響應(yīng)值。
将公式(1)(2)組成方(fang)程組,解得:
(1)當F=F1=F2=142.2時,Q1=Q2;.
(2)當(dāng)F=F1=F2>142.2時,K值大的渦輪流(liú)速相對較小;
(3)當F=F1=F2<142.2時(shí),K值大的渦輪流速(su)相對較大。
　　如圖2爲(wèi)标準渦輪在不同(tong)流量.不同油溫下(xià)的K值響應曲線。标(biao)準渦輪K值計算公(gōng)式爲:K=F/Q。
　　其中F爲标準(zhun)渦輪在某一流量(liang)範圍内的響應頻(pín)率。Q=V/T(m~3/D),假設V爲某一固(gu)定體積容器,那麽(me)T即爲以某固定流(liu)量Q充滿固定體積(ji)V所用的時間。
　　由上(shang)面圖表我們看到(dào),當Q1=Q2時,F1<F2,K1<K2.因此可以得(de)出,當流量--定時标(biao)定冷水的K值比熱(re)水的K值大。如果提(ti)高流量Q1使F1=F2,這時又(you)出現下面的情況(kuang):當F1=F2時,Q1>Q2,K1>K2。.
3結論
(1)溫度的(de)變化會引起渦輪(lun)流量計金屬材料(liao)熱脹冷縮,幾何尺(chǐ)寸的變化會引起(qi)渦輪轉速的變化(huà),K值也會随之改變(bian)。
(2)當标定K值大時,在(zai)同樣響應頻率時(shí)實際流量小。
(3)實驗(yàn)中的溫度參數對(duì)所用液體的粘度(du)和密度有很大影(yǐng)響。

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