摘要：對渦(wo)輪流量傳感器(qi)進行了理論分(fen)析,給出了渦輪(lun)流量計 儀表常(chang)數的計算方法(fǎ)，讨論了獲得較(jiào)大固有儀表常(chang)數K。時渦㊙️輪❌傳感(gan)器結構參數(如(ru)葉片數、渦輪半(ban)徑、口徑等)的優(yōu)化組合問題，通(tōng)過多相流動實(shí)驗，總結出K。與流(liu)動密度之間的(de)實驗關系，由此(ci)✉️給出用渦輪流(liu)量計測量多相(xiang)流✂️的半理論半(bàn)經驗公式，并在(zai)油🛀🏻井多相流量(liang)🈲測量中得到了(le)實際應用,符合(he)較好。
1引言
　　工業(ye)生産過程參數(shu)(如溫度、壓力等(deng))檢測中,以流量(liàng)⭕和各相持率測(cè)量最爲複雜,是(shi)較難測量的兩(liang)個參數,因而，引(yǐn)起了工程✂️技術(shù)人員的興趣。随(sui)着工業的發展(zhǎn),被測對象不再(zai)限于單相,而要(yào)對多相流、混合(he)狀态的流🔞量進(jìn)行測量。測量多(duō)相流的技術難(nan)度要比單相流(liú)體🔆的精确測量(liàng)大得多,知道單(dān)相流體的💁密度(dù)、粘度及測量裝(zhuāng)置的幾何結構(gou),便可以對單相(xiang)流進行定量分(fèn)析。如果能♈利用(yòng)多相⭐流中每一(yī)相的.上述各物(wu)理量對多💯相流(liu)進行測量得話(hua),就很方便。但遺(yí)憾的是,多相流(liu)體🌈的特性遠比(bǐ)單相流體的特(tè)性複雜得多,如(ru)各組分之間不(bú)能均勻混合、混(hun)合流體的異常(cháng)性、流型轉變,相(xiang)🏃對速度、流體性(xing)質、管道結🌈構、流(liu)動方向等因素(su)将導緻渦輪流(liú)量傳感器響應(ying)特性的改🐆變。
　　渦(wō)輪流量傳感器(qì)和顯示儀表組(zǔ)成的渦輪流量(liang)計以良✏️好的重(zhong)複性、寬廣的線(xian)性工作區和精(jīng)度高而受到用(yòng)戶的歡迎。渦💋輪(lun)流量計在測量(liang)單相時，工作穩(wěn)定性較好，但在(zai)多相流動時，由(yóu)于各相的速度(du)、粘👅度、局部持☔率(lǜ)等因:素,影響渦(wō)輪轉速。按常規(guī),同一流量所對(duì)應的💰渦輪轉速(sù)保持不變,即儀(yí)器常數不變📐。但(dàn)在多相流動時(shí),即使在總流量(liang)保持不變的情(qíng)況下，混合流體(ti)的密度發生變(biàn)化,也會引起渦(wo)輪轉速的💰很大(da)變化。由于在多(duo)相流動中,渦輪(lún)響應特性發生(sheng)了變化，目前面(miàn)臨的🎯問題是💃🏻渦(wo)輪流量傳感器(qì)是🌍否能成功地(dì)應用于多相流(liu)的測量及如何(hé)設計用于多相(xiàng)流測量的渦輪(lún)流🚶量傳感器。就(jiù)此問題,這裏,首(shou)先對渦輪傳感(gan)器進行🧑🏾‍🤝‍🧑🏼了理論(lùn)㊙️分析,然後給出(chu)三相流動中🤟渦(wo)輪流量計的實(shi)驗響應特性,最(zui)後總結🌂出用渦(wo)輪流量✏️計測量(liang)多相流流量📐的(de)半理論半經🐅驗(yàn)公式。
2渦輪流量(liang)計測量原理
2.1流(liú)量計的響應方(fāng)程
　　渦輪流量計(ji)通過渦輪轉數(shu)反映被測流量(liang)的大小，渦輪🚩轉(zhuǎn)✉️N與🏒流👅量Q之間的(de)關系可以表示(shi)爲:
N=K(Q--q)(1)
式中K一儀表(biao)常
q一啓動流量(liàng),通過标定獲得(de)
2.2渦輪流量計固(gu)有儀表常數的(de)理論計算
　　渦輪(lún)流量計固有儀(yi)表常數K0主要與(yu)渦輪傳感器結(jie)💯構參數有關。(圖(tú)1),K0可按下式計算(suan)中:
 
　　式(2)可(ke)見,對确定的渦(wo)輪流量傳感器(qi)，易知口徑D大,K0值(zhi)小⭐;葉片數♻️n大,K0值(zhi)大等。如果要獲(huò)得較大的儀表(biao)常數,就要對渦(wō)輪傳感器🔴的結(jié)構參數進行優(you)化設計,從圖(2)可(kě)以☀️看出,葉片高(gāo)度h增加,K。增🌂大;導(dǎo)程角增大,K0增大(dà)。對于φ19的過環空(kong)大排量渦輪流(liu)量計而言🌈,由.上(shang)式計☀️算得K0=74.567rpm/m3/d,而水(shui)中标定的Kw=78.89rpm/m3/d,表1給(gěi)出不同口徑和(hé)不同導程角下(xià)渦輪流量計固(gù)有儀表常數的(de)計算值。
 
3渦輪(lún)流量計在多相(xiàng)流中的響應實(shí)驗
　　實驗在以空(kong)氣柴油和水爲(wèi)介質的三相流(liú)動模拟裝置中(zhōng)進行🆚,透明的井(jǐng)簡内徑爲125mm,流體(ti)全部集流後進(jìn)入流量計。實驗(yan)發現,總流量相(xiang)等,但流動密度(du)不等的實驗,K0值(zhi)變化較大;流動(dòng)密📧度相等,總流(liu)量不等的實驗(yan),K0值變化較小(圖(tú)3)。多相流動中渦(wō)輪儀器常數校(xiao)正因子Ck與流動(dong)密度ρn之間的統(tong)計關系爲Ck=ρ0.5。
 
4多相流流量測(ce)量
　　由于機械加(jiā)工及安裝工藝(yì)等方面的原因(yin),按渦輪流量計(ji)固有儀表常數(shu)設計的渦輪,必(bi)須在水中标定(dìng)後才能使用👨‍❤️‍👨，設(she)水中标定的渦(wō)輪儀表常數爲(wei)Kw,則通過上述理(li)論計算和實驗(yan)，歸納總結出渦(wo)輪流量🔅計在多(duō)相流動中的響(xiang)應方程爲:
Q=N/K+q.(3)
K=Kw+K0(ρn0.5-1)(4)
式中(zhong)Kw---爲水中标定的(de)儀表常數
　　如果(guo)用全集流型渦(wō)輪流量計測得(dé)渦輪轉數N,在标(biao)準計量裝置⭐上(shang)通過标定獲得(de)Kw和q,結合輔助參(can)數ρn就可以用公(gong)式(3)計算出多相(xiang)流總量。用(3)式在(zài)油.井的油、氣、水(shui)多相流流量測(cè)量中得到了實(shi)際應用,計算誤(wu)差在5%以内。
5結論(lun)
　　通過理論計算(suan)和多相流實驗(yan)，總結出了渦輪(lun)流量⛱️計🏃儀器常(cháng)數在多相流動(dong)中的實驗關系(xì),結合理論和實(shi)驗,給出了用渦(wō)輪流量計測量(liang)多相流總流量(liàng)的半經🧡驗半理(li)論關系🔴式，實際(ji)應用證明該方(fāng)法可行。

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