摘要:闡述(shù)了渦輪流(liú)量計 的工(gong)作原理和(hé)動态特性(xing),建立了渦(wo)輪流量計(ji)的多相流(liú)測量模型(xing),并在多相(xiang)流模拟裝(zhuāng)置中進行(hang)了實驗驗(yàn)🆚證,得出了(le)💜流體密度(dù)💋是渦輪流(liú)量計在測(ce)量多相流(liú)的流量時(shí)🍓的影響因(yīn)子,并且讨(tao)論了流體(tǐ)密度影響(xiang)多相流的(de)流量測量(liàng)的規⚽律。
　　在(zai)油田生産(chan)過程參數(shù)(如溫度、壓(yā)力等)檢測(cè)中,以流址(zhi)和各相持(chi)率測址最(zui)爲複雜,是(shi)較難測址(zhǐ)的兩個🏃🏻參(cān)數,因而♈,引(yǐn)起了工程(chéng)技術人員(yuan)的興趣.随(sui)着油田的(de)發展❤️,被測(cè)對象不再(zai)局限于單(dān)相流,而嬰(ying)對多相流(liú)、混合狀态(tài)的流址進(jin)行測量.測(cè)量多相流(liu)的技術難(nán)度要比單(dan)相流體的(de)正确測量(liàng)大的多,知(zhi)道單相流(liu)體的密度(dù)😍、粘🈲度及測(cè)量裝置的(de)幾何結構(gòu),便可以對(dui)單相流進(jìn)行定🈲量分(fen)析。如果能(neng)利用多相(xiàng)流中每一(yī)💘相的上述(shù)各物理🏃‍♀️量(liàng)對多柑流(liú)進行測量(liang)的話，就很(hěn)方便。但很(hen)遺憾的是(shì)🌈,多相流體(tǐ)的特性遠(yuǎn)比單相流(liu)體的特性(xìng)父雜的多(duō),如各組分(fèn)之聞不能(néng)均勻混合(hé)、混合流體(ti)✔️的異常性(xing)、流🈲型轉變(biàn),相對速度(dù)、流體性質(zhi)、管道結構(gòu)、沈動方向(xiàng)等因素将(jiāng)導緻渦輪(lun)流量傳感(gan)器響應特(te)性的改變(biàn)。
　　在單相流(liú)的條件下(xia),渦輪的轉(zhuan)速和流經(jing)它的體積(jī)流📧址成♈-單(dān)㊙️值㊙️線性函(han)數,在油水(shui)兩相流中(zhong),隻要流址(zhi)超過始動(dong)流址,在允(yǔn)許的誤差(cha)範圍内,禍(huo)輪的響應(ying)和體積流(liú)址也🥵是成(cheng)線性函數(shu)。
　　但在多相(xiang)流動中,即(ji)使在總流(liú)量保持不(bu)變的情況(kuàng)下,混合流(liú)體的密度(du)發生變化(huà),也會引起(qǐ)渦輪轉速(su)的很大變(bian)化。本✨文就(jiù)此問題,通(tōng)過對渦輪(lun)流量計的(de)工作原理(lǐ)和特性分(fèn)析,附述了(le)在測量多(duo)相流時的(de)流量影響(xiang)因子，并進(jìn)行了實驗(yàn)驗證。
l工作(zuò)原理及數(shu)學模型建(jian)立
　　渦輪流(liú)量計是一(yi)種速度式(shi)儀表,它是(shì)以動址矩(ju)守恒原理(lǐ)爲🤟基礎的(de)，流體沖擊(jī)渦輪葉片(pian),使渦輪旋(xuan)轉,渦輪的(de)旋轉速度(du)随流量的(de)變化而變(biàn)化,最後從(cóng)渦輪的轉(zhuǎn)數求出流(liu)量值,通過(guò)磁電轉換(huàn)👉裝置(或機(jī)械輸出裝(zhuāng)豎💞)将渦輪(lun)轉速變化(huà)成🈲電脈沖(chong),送人二次(ci)儀表進行(hang)計算和顯(xiǎn)示,由單位(wei)時間電脈(mò)沖數和累(lèi)計電脈沖(chong)數反映🚶‍♀️出(chū)瞬時流址(zhi)和累計流(liu)量(見圖1)。.

式中:θ爲葉(ye)片與軸線(xian)之間的夾(jiá)角;r爲渦輪(lún)平均半徑(jìng)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻;A爲管道流(liu)通面積;ρ爲(wei)流體密度(du);?爲渦輪的(de)旋轉角速(sù)度;qv爲❗通過(guo)管道🔞的流(liu)量。

2渦輪流(liú)量計的特(tè)性分析
　　由(you)式(5)和式(6)可(ke)見:當流體(ti)的粘度增(zēng)大時,渦輪(lun)的轉動角(jiǎo)速度變小(xiǎo);當流體密(mi)度變大時(shi),渦輪的轉(zhuǎn)動角速度(dù)也随之增(zeng)大.在流體(tǐ)速度較小(xiǎo)(相當于層(ceng)流狀态🧡)時(shi),渦輪的頻(pín)率響應非(fei)線性,且受(shòu)流體性質(zhi)變化彬響(xiang)較大;當流(liu)體速度較(jiào)高(相當于(yú)湍流狀态(tài))時，式變小(xiǎo)，渦輪響應(yīng)近似線性(xìng),儀器常數(shu)K基本🌍上不(bu)受流體💛粘(zhan)度變化影(yǐng)響。
　　渦輪啓(qǐ)動時,要克(kè)服較大的(de)機械靜摩(mo)擦力,因此(ci)需要🔞較大(dà)始動流量(liàng)。渦輪以一(yī)定的速度(du)轉動起來(lai)以後，需要(yào)機械動摩(mó)擦力和😘流(liu)體流動阻(zu)力,轉動阈(yù)值🔞qvmin與p0.5成反(fǎn)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼比,流體密(mì)度越大,qvi越(yue)小。這種情(qíng)況對于密(mì)度㊙️變化小(xiao)的液體來(lái)說,影響不(bu)大，可視爲(wèi)常數。但對(dui)于多相流(liu)體米✔️說,由(yóu)于溫度、壓(ya)力和分相(xiàng)㊙️含率的變(biàn)化㊙️,引起p變(biàn)化,從🔞而影(ying)響qvmin。
3實驗結(jie)果分析
　　實(shí)驗在以水(shui)和空氣爲(wèi)介質的流(liu)動模拟裝(zhuang)置中進行(hang),實🥰驗中在(zài)氣體流量(liang)固定的前(qián)提下,逐漸(jiàn)增大水🌈的(de)流量,測量(liang)潤輪的響(xiǎng)應值。增大(dà)氣體的流(liú)量,重複🌐上(shàng)述操作,得(de)到了下面(miàn)的渦輪響(xiǎng)應圖版,其(qí)中流量爲(wèi)氣液的合(hé)流量。圖中(zhōng)氣體流量(liàng)爲零時,流(liú)體的密度(du)最大,測得(dé)的響應曲(qu)線各流量(liang)響應值最(zui)大。由于氣(qi)流量增大(dà)時,測得流(liú)體密度和(he)粘度都變(biàn)小🈚,由式(5)和(he)式(6)推得渦(wo)輪的轉動(dòng)角速度也(ye)随之變小(xiao),所以随着(zhe)流體密度(dù)的減小,qvmin增(zēng)大。

4結論
　　通(tong)過實驗驗(yan)證,我們可(kě)以得出如(ru)下的結論(lun):①渦輪流量(liang)計🌏在💚測址(zhi)✌️多相流的(de)流量時,在(zai)總流量保(bao)持不變的(de)情況下♈,流(liú)體🏃‍♂️的密度(du)發生變化(huà)也會引起(qǐ)渦輪轉速(su)的很大變(bian)化。②渦輪流(liú)量計的始(shi)動流☎️址随(suí)多相流♊體(ti)密度的增(zeng)大而減小(xiǎo)。
從以上得(de)出的結論(lùn)可知，渦輪(lún)流量計在(zai)測量多相(xiàng)🎯流體的流(liú)🥵量的時候(hòu)，流體的密(mi)度是影響(xiang)測量精度(du)的主要因(yin)素。

以上内(nei)容源于網(wǎng)絡，如有侵(qin)權聯系即(jí)删除!