本(běn)文應用(yong)流體力(li)學有關(guān)理論探(tan)讨了介(jiè)質粘性(xìng)時轉子(zi)流量計(ji) 示值影(yǐng)響的基(ji)本規律(lü),并以甘(gān)油水溶(rong)液爲工(gong)作介質(zhi),在流量(liàng)标準裝(zhuāng)置上獲(huo)得了LZB,10,6三(sān)種轉子(zi)流量計(jì)統一的(de)💘粘性修(xiū)正公式(shì)😄。結果表(biao)明結果(guǒ)的趨勢(shì)基本一(yī)緻,統一(yī)的拈性(xìng)🏃修正公(gong)🈲式與實(shi)♉驗值的(de)😄最大偏(piān)差爲3.3%。
　　轉(zhuan)子流量(liang)計由于(yú)具有結(jie)構簡單(dān)、成本低(dī)、使用方(fāng)便、量程(cheng)範🔞圍寬(kuan)⚽等優點(dian),廣泛地(di)應用于(yu)工業生(sheng)産及科(kē)學研究(jiu)中,但是(shì)轉子流(liu)量計的(de)使用如(ru)同其他(ta)流量計(jì)一樣,遇(yu)到标☁️定(dìng)介質與(yu)使用📧介(jiè)質粘✌️性(xing)不一緻(zhì)的🏃問題(tí).即轉子(zi)流量計(ji)在标定(ding)條件下(xia)使用👣标(biāo)定介質(zhi)所獲得(de)的刻度(dù)流量,當(dāng)使🐅用在(zai)實際工(gōng)作條件(jiàn)下工🏃作(zuo)介質的(de)粘性與(yǔ)标定介(jiè)質不同(tóng)時,它的(de)刻度應(yīng)當♌作如(ru)何修🎯正(zheng).對于這(zhe)個問題(ti),國内外(wài)許多學(xue)者作了(le)🏒大量的(de)研究.這(zhè)些研究(jiu)從方法(fa)上講可(ke)分爲兩(liǎng)大類,一(yi)類着重(zhòng)于盡可(ke)能地消(xiao)除粘性(xìng)影響的(de)新型浮(fu)子的設(shè)計t’l,以期(qī)避開由(you)于标定(dìng)介質與(yu)工作介(jiè)質粘性(xing)不同引(yǐn)起的👨‍❤️‍👨示(shi)值修正(zheng);另一類(lei)研究則(ze)是着眼(yǎn)于對🛀現(xian)有的轉(zhuan)子流量(liang)計通過(guò)試驗找(zhǎo)出其粘(zhān)性修正(zheng)曲線,獲(huò)得在不(bu)同粘性(xing)的工作(zuò)介質下(xià)流量的(de)轉換關(guān)系〔“~6].
　　上述(shù)兩種方(fang)法對轉(zhuǎn)子流量(liang)計粘性(xing)影響的(de)研究有(you)一定的(de)推動🌂作(zuo)用,但從(cong)目前的(de)工作來(lai)看尚存(cun)在一定(dìng)的問題(ti).采用第(di)一種方(fāng)🌐法,可以(yǐ)找到一(yi)種粘性(xing)影響減(jian)小很多(duō)的浮子(zǐ),如盤形(xíng)浮子的(de)粘👌性影(yǐng)響即爲(wèi)老式浮(fu)子的25%,但(dàn)盤形浮(fú)子重量(liàng)👌小,這樣(yang)轉子流(liú)量計🌐的(de)量程也(yě)小,無法(fǎ)用于實(shi)✍️際生産(chan)。此外,盡(jin)管盤形(xing)浮子的(de)粘性影(yǐng)響極大(da)地降低(dī),但問題(ti)是仍然(ran)存在粘(zhān)性影響(xiang),因此還(hai)是要尋(xún)求粘性(xìng)影響的(de)修正.對(dui)第二種(zhong)方法,目(mu)前大都(dou)用機油(you)作工作(zuo)介質,并(bing)用加溫(wen)改變粘(zhān)性的辦(ban)法來獲(huo)得實驗(yàn)曲線.衆(zhōng)所周知(zhī),采用對(dui)機油加(jiā)溫的辦(ban)法,實際(ji)上改變(biàn)了介質(zhì)的3個參(cān)數,即溫(wēn)度、粘度(du)、密度。這(zhè)3個對轉(zhuan)子流量(liàng)計有影(yǐng)響的參(cān)數中,密(mi)度的影(yǐng)響是可(ke)以區分(fèn)出來👣的(de);但是溫(wēn)度與粘(zhan)度的影(yǐng)響🧑🏽‍🤝‍🧑🏻互相(xiang)交叉,很(hen)難區分(fèn)。因💜此由(yóu)這些實(shi)驗得到(dao)的結果(guo),實際上(shang)至少是(shi)兩個因(yin)素影響(xiǎng)的綜合(he),不能獲(huo)得介質(zhi)粘性這(zhe)單一因(yīn)素對轉(zhuan)子流量(liàng)計示值(zhí)的影響(xiǎng)及其修(xiu)正.迄今(jin)爲止的(de)上述兩(liang)個方面(mian)的研究(jiu)還有一(yi)個問題(tí)是均爲(wei)實驗研(yán)究,理論(lun)研究偏(pian)少.鑒于(yú)上述情(qíng)況,本文(wén)拟運用(yong)流體力(li)學基本(běn)理🙇‍♀️論,分(fen)析轉子(zi)的運動(dòng),導出轉(zhuan)子流量(liang)計的數(shù)學模型(xíng),從而🆚得(dé)出轉子(zǐ)流量計(ji)粘性修(xiū)正的理(li)論🔴曲線(xiàn)。在實驗(yàn)中采用(yòng)不同濃(nóng)度的甘(gan)油作介(jie)質并将(jiang)實驗結(jié)果進行(háng)密度修(xiu)正,得到(dào)以理論(lùn)爲基礎(chǔ),經實驗(yan)驗證的(de)轉子✨流(liu)量🌈計粘(zhan)性修正(zheng)公式.
1轉(zhuan)子流量(liàng)計的數(shù)學模型(xíng)
轉子流(liu)量計的(de)轉子在(zài)處于某(mǒu)一平衡(heng)位置時(shí)受到下(xià)🌈述幾👈個(gè)力的作(zuo)用(見圖(tú)1):自上而(ér)下的力(li)
a.浮子重(zhong)力Gf=ρfVfg
式中(zhong)ρf—浮子的(de)平均密(mi)度
Vf—浮子(zǐ)的體積(jī)g
g—當地重(zhòng)力加速(sù)度
b.流體(ti)對浮子(zi)頂部的(de)壓力p2
自(zi)下而上(shàng)的力
a.浮(fú)子所受(shòu)的浮力(lì)
Ff=pVfg
式中ρ—介(jiè)質的密(mi)度
b.流體(ti)對浮子(zǐ)底部的(de)壓力p1
c.浮(fú)子與被(bèi)測介質(zhì)的粘性(xìng)摩擦力(li)N,這個力(lì)有兩個(ge)分💰量N,與(yǔ)N2,鑒于🔞錐(zhuī)🌈管及浮(fú)子的軸(zhóu)對稱性(xing),N,自相平(píng)衡.
浮子(zi)在平衡(héng)位置時(shí)的力平(ping)衡方程(cheng)爲
P1S+N2+F1=P2S+G　　　　　　(1)
即(P1- P2) S+ N2=(ρf-ρ)Vfg　　　　(2)
式(shi)中S—浮子(zi)最大截(jié)面積
浮(fu)子處在(zài)任一平(píng)衡位置(zhì)時P1- P2爲常(chang)數,因此(cǐ)從式(2)有(yǒu)Nz=const?? (3)　　
假設浮(fu)子處于(yú)某一平(píng)衡位置(zhi)時,浮子(zǐ)與管壁(bì)間流體(ti)流動爲(wèi)層流,有(you)

式中t—流(liu)動流體(ti)的切應(yīng)力
m—介質(zhì)粘度
u—r方(fāng)向流體(tǐ)速度分(fen)量
uz—Z方向(xiàng)流體速(su)度分量(liang)
對錐管(guǎn)錐度較(jiao)小的轉(zhuan)子流量(liang)計有



　　從(cong)式(16)即可(ke)由已知(zhī)粘度爲(wèi)m1的介質(zhì),其通過(guo)轉子流(liú)量計流(liú)🔞量爲✔️Q,浮(fú)💁子最大(da)橫截面(mian)所在平(ping)面錐管(guan)半徑爲(wei)RI2max的情形(xing)時;求得(dé)粘度爲(wei)m2的介質(zhì),流量同(tong)樣爲Q時(shí),浮子最(zui)大橫✊截(jie)面所在(zai)平面錐(zhui)管的半(bàn)徑爲RII2max.由(yóu)此即可(ke)知道浮(fú)子的相(xiàng)應位置(zhi),從而求(qiu)得粘度(du)爲産:的(de)介質通(tong)過錐管(guǎn)時的流(liu)量與浮(fú)子位置(zhi)的關系(xì)🈚。再與已(yǐ)知的召(zhào):介質的(de)流量與(yu)浮子位(wei)置關系(xi)曲線比(bǐ)較,即可(kě)獲得轉(zhuan)子流量(liang)計的🈲粘(zhan)度修🥵正(zheng)曲線。
　　理(li)論計算(suàn)結果見(jiàn)圖2,3,4的虛(xu)線.從圖(tu)中可以(yǐ)看出:随(sui)着介質(zhi)粘🥰度的(de)上升,介(jiè)質流量(liang)明顯下(xià)降.這是(shi)因爲在(zai)介質粘(zhān)度☔上升(sheng)的同時(shí),浮子爲(wei)了保持(chi)其粘性(xìng)阻力的(de)不變性(xing)而減小(xiao)速度的(de)徑向梯(tī)度,導緻(zhi)介質流(liú)量的減(jian)小.這個(ge)趨勢與(yǔ)📧式(10)的結(jie)果是一(yi)緻的.


2實(shi)驗研究(jiu)
　　本文用(yong)動态質(zhi)量法标(biao)準裝置(zhi)測量通(tōng)過轉子(zǐ)流量計(ji)的介㊙️質(zhi)流量.使(shǐ)用的介(jiè)質爲甘(gān)油水溶(rong)液,即用(yòng)在甘油(yóu)中加入(ru)不等量(liang)水的❓辦(bàn)法來改(gǎi)變介質(zhì)的粘度(dù)。
　　在甘油(yóu)中加入(ru)水以後(hou),在介質(zhi)粘度發(fa)生變化(huà)的同時(shí)介質的(de)密度也(yě)發生變(biàn)化.爲了(le)将介質(zhi)密度變(biàn)化對轉(zhuǎn)子流量(liang)計示值(zhi)💃🏻的影🐪響(xiang)與介質(zhì)粘性變(bian)化對轉(zhuan)🙇‍♀️子流量(liàng)計示值(zhí)的影響(xiǎng)💚區分開(kai)來.先用(yong)👨‍❤️‍👨下式将(jiāng)所有實(shi)驗數據(jù)都修正(zheng)到與20℃水(shui)的密🐇度(du)對應的(de)流量值(zhí)

　　實驗采(cai)用國産(chan)LZB-15 LZB-10 LZB-6玻璃轉(zhuǎn)子流量(liàng)計,每種(zhǒng)各實驗(yan)2台.沒個(ge)流🐉量刻(ke)😍度在每(měi)個粘度(du)值時測(ce)量3次取(qǔ)平均,實(shi)驗結果(guǒ)✔️見圖2 3 4的(de)實✔️線.
折(she)現曲線(xiàn)課回歸(gui)成下述(shu)關系:
Q=a(m)+b(m)m+c(m) m2　　　　(18)
式(shì)中m=R2/R1
　　由于(yú)這些不(bú)同型号(hào)的轉子(zi)流量計(jì)各不幾(ji)何相似(si)🥵,也不流(liu)體動力(lì)相似,因(yin)此上述(shu)a,b,c對不同(tóng)型号的(de)轉子流(liú)量❄️計是(shi)不相同(tong)的🏃🏻‍♂️。
對于(yú)LZB一15型
a=374.15一(yi)2224.4 m +1834.8 m2
b=38.675一38.254m一1.6394 m2
e=一(yi)0.077771一1.0519m+1.6394 m2
對于(yú)LzB一10型
a=-775.42 +726.9m
b=15.86一(yi)16.475 m
c=-0.17857 +0.196 m
對于LZB-6型(xing)
a=-155.641 +154.726m
b=6.2479+7.602m
c=一0.061789 +0.12932 m
　　理論(lùn)計算的(de)結果與(yǔ)實驗值(zhí)的最大(dà)偏差不(bú)超過3.3%
3讨(tǎo)論
a.理論(lùn)模型推(tui)導時實(shí)際上用(yong)的是一(yi)元流動(dong)模型,因(yīn)此😍對錐(zhuī)管錐度(du)小的玻(bō)璃轉子(zi)流量計(jì)理論與(yu)實驗值(zhí)吻合較(jiao)好.
b.理論(lùn)結果是(shì)在層流(liu)流動前(qián)提下得(dé)到的.證(zheng)明對LZB一(yi)15, LZB一10,LZB一😘6三(san)類轉子(zǐ)流量計(ji)理論計(ji)算與實(shí)驗基本(ben)一緻,因(yīn)此對這(zhè)✍️些流量(liang)計該模(mo)型是可(ke)行的。
c.由(you)于條件(jiàn)的限制(zhì),特别是(shì)試驗對(dui)象的品(pin)種、規格(gé)、數量都(dōu)不🔞多,因(yin)此可能(neng)使本文(wén)的試驗(yan)結果産(chǎn)生很大(dà)✍️的局限(xiàn)性,隻能(néng)是個✂️方(fang)法性的(de)探讨,大(da)量的問(wen)題有待(dài)于考量(liang)。

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