摘要:本文簡(jiǎn)單介紹了渦(wo)輪流量計 的(de)工作原理和(hé)動态特性通(tong)過實驗,找出(chu)渦輪流量計(jì)響應特性的(de)影響因素,溫(wēn)度的變化會(huì)引起渦輪流(liu)量計金屬材(cái)料熱脹冷縮(suō),幾何尺寸的(de)變化會引起(qǐ)渦輪轉速的(de)變化,K值也會(huì)随之改變,儀(yi)表常數和流(liú)體的粘滞性(xìng)也有很大關(guan)系,粘度越大(dà),流量的線性(xìng)範圍愈小。反(fan)之粘度越小(xiǎo),流量的線性(xìng)範圍愈大。
0引(yin)言
　　在油田生(shēng)産過程參數(shu)(如溫度、壓力(lì)等)檢測中，以(yǐ)流量測量最(zui)爲複雜,是較(jiào)難測量的參(can)數。而且,流量(liang)檢測在油田(tian)生産過程中(zhōng)又十分重要(yào),因而引起了(le)工程技術人(rén)員的廣泛興(xìng)趣。渦輪流量(liang)計是檢測液(ye)體流量的儀(yí)器之--,但由于(yu)液體各參數(shù)(如溫度粘度(du).密度等)的影(ying)響，使得渦輪(lún)流量計在實(shí)際應用過程(cheng)中的測量有(yǒu)偏差,給生産(chan)帶來了困難(nán)”。本文主要研(yan)究不同溫度(dù)下對渦輪響(xiang)應K值的影響(xiang)。
1渦輪流量計(ji)測量原理
1.1基(ji)本原理
　　渦輪(lún)流量計是一(yi)種速度式儀(yí)表,它是以動(dòng)量矩守恒原(yuan)理爲基礎的(de),流體沖擊渦(wō)輪葉片,使渦(wō)輪旋轉,渦輪(lún)的旋轉速度(du)随流量的變(bian)化而變化，最(zui)後從渦輪的(de)轉數求出流(liú)量值,通過磁(ci)電轉換裝置(zhì)(或機械輸出(chū)裝置)将渦輪(lun)轉速變化成(cheng)電脈沖,送人(rén)二次儀表進(jin)行計算和顯(xian)示,由單位時(shi)間電脈沖數(shu)和累計電脈(mo)沖數反映出(chū)瞬時流量和(hé)累計流量。
1.2渦(wō)輪流量計的(de)影響因素
　　渦(wo)輪流量計的(de)理想特性曲(qǔ)線僅與儀表(biǎo)結構參數有(you)關,與流量變(biàn)化無關,儀表(biǎo)系數K爲一常(cháng)數。而實際曲(qǔ)線并非如此(cǐ),對于實際的(de)渦輪流量計(jì)，渦輪首先必(bì)須克服軸承(chéng)的靜摩擦力(li)後才能轉動(dong)”。我們将渦輪(lun)克服靜摩擦(cā)力矩所需的(de)最小流量值(zhí)稱爲該渦輪(lún)的始動流量(liang)值。當通過流(liú)量計的流量(liàng)小于始動流(liú)量值時,渦輪(lún)不轉,無信号(hào)輸出。當流量(liang)大于始動排(pái)量以後,随着(zhe)流量的增加(jia),渦輪旋轉角(jiao)速度也将增(zeng)大。以後在測(cè)量範圍内,流(liú)體産生的阻(zu)力矩将成爲(wei)影響流量計(ji)特性的主要(yào)因素。相對來(lái)說,由軸承間(jiān)摩擦産生的(de)機械阻力矩(ju)就比較小了(le)。流體産生的(de)阻力矩對渦(wo)輪的影響又(you)分爲兩種情(qing)況，當流體以(yi)較低速度流(liú)經渦輪,儀表(biao)常數是随被(bei)測液體的流(liu)量和運動粘(zhan)度變化而變(biàn)化的;當流體(tǐ)以較高速度(dù)流經渦輪,儀(yí)表常數隻與(yǔ)儀表本身的(de)結構參數有(you)關,而與流量(liàng)無關。隻有這(zhe)種狀态時,儀(yí)表常數才真(zhen)正表示了常(chang)數的性質。渦(wō)輪流量計的(de)流量範圍就(jiu)是根據這一(yi)-區間來确定(dìng)的眼。
2實驗及(jí)結果分析
2.1實(shi)驗數據-渦輪(lun)在水中不同(tong)溫度下的響(xiang)應
　　不同溫度(dù)下,用水标定(ding)渦輪k值的情(qíng)況如表1,從表(biǎo)1中可以發現(xiàn),由于水的溫(wen)度有所增加(jiā),渦輪的K(K=F/Q)值相(xiàng)對減小。
 
2.2實驗(yan)數據-渦輪在(zài)油中不同溫(wen)度下的響應(yīng)
　　不同溫度下(xia),标準渦輪對(dui)油流量的響(xiǎng)應數值如下(xià)表：
 
　　根據上表(biao)做出油對K值(zhí)得響應特性(xing)曲線,如圖1所(suǒ)示,冷油(16度)對(duì)K值的響應特(tè)性,即F=119.7Q-46.383;熱油(60度(dù))對K值的響應(yīng)特性,即:
F=107.04Q-20.484。
由此(ci),我們可以推(tui)導出:
Q=(F1+20.48)/107.04(1)
Q2=(F2+46.38)/119.7(2)
　　式中:Q1-熱(re)油流量;Q2-冷油(you)流量;F1渦輪對(dui)Qt的頻率響應(yīng)值;F2-渦輪對Q2的(de)頻率響應值(zhi)。
将公式(1)(2)組成(chéng)方程組,解得(de):
(1)當F=F1=F2=142.2時,Q1=Q2;.
(2)當F=F1=F2>142.2時,K值(zhi)大的渦輪流(liú)速相對較小(xiǎo);
(3)當F=F1=F2<142.2時,K值大的(de)渦輪流速相(xiàng)對較大。
　　如圖(tú)2爲标準渦輪(lún)在不同流量(liàng).不同油溫下(xià)的K值響應曲(qu)線。标準渦輪(lun)K值計算公式(shi)爲:K=F/Q。
　　其中F爲标(biao)準渦輪在某(mǒu)一流量範圍(wéi)内的響應頻(pín)率。Q=V/T(m~3/D),假設V爲某(mǒu)一固定體積(ji)容器,那麽T即(ji)爲以某固定(ding)流量Q充滿固(gù)定體積V所用(yong)的時間。
　　由上(shang)面圖表我們(men)看到,當Q1=Q2時,F1<F2,K1<K2.因(yīn)此可以得出(chu),當流量--定時(shi)标定冷水的(de)K值比熱水的(de)K值大。如果提(tí)高流量Q1使F1=F2,這(zhè)時又出現下(xià)面的情況:當(dāng)F1=F2時,Q1>Q2,K1>K2。.
3結論
(1)溫度(du)的變化會引(yin)起渦輪流量(liang)計金屬材料(liao)熱脹冷縮,幾(jǐ)何尺寸的變(biàn)化會引起渦(wo)輪轉速的變(bian)化,K值也會随(suí)之改變。
(2)當标(biao)定K值大時,在(zài)同樣響應頻(pin)率時實際流(liu)量小。
(3)實驗中(zhong)的溫度參數(shù)對所用液體(tǐ)的粘度和密(mì)度有很大影(yǐng)響。

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