摘要:爲(wèi)了解決(jué)氣體渦(wo)輪流量(liàng)計 在不(bú)同溫度(du)下出現(xian)計量偏(pian)差，特别(bié)是在極(jí)限溫度(dù)-25℃下，計量(liàng)😄偏差尤(you)其嚴重(zhong)的問題(ti)，通過對(duì)比試驗(yan)與數據(ju)分析發(fā)現:①在不(bú)同溫度(dù)下，渦輪(lún)流量計(ji)的示值(zhí)誤差曲(qu)線是不(bú)同的，基(jī)本變化(hua)爲随着(zhe)溫度的(de)降低，示(shi)🈚值誤差(cha)會♍從正(zheng)偏差轉(zhuǎn)爲負偏(piān)差，小流(liú)量表現(xiàn)明顯;②通(tōng)過選用(yong)抗低溫(wen)潤滑油(you)能夠極(ji)大改🔱善(shan)低溫計(jì)量🍓性能(néng)負偏差(cha)，基本解(jiě)決低溫(wen)下計量(liàng)不合格(ge)問題。
　　天(tiān)然氣作(zuo)爲一種(zhong)清潔、低(di)排放的(de)高效能(néng)源，已在(zai)我國大(da)規模💘地(di)發展，與(yǔ)之相關(guān)的天然(ran)氣流量(liang)計也在(zài)各行各(gè)業中得(dé)到廣泛(fan)應🏃🏻用。氣(qì)體渦輪(lun)流量計(ji)作爲天(tiān)然氣流(liu)量計量(liàng)的一💁種(zhǒng)表具，使(shi)用量越(yuè)來越大(da)，使用環(huán)境也是(shi)越來越(yuè)⛷️複雜，從(cóng)炎熱的(de)海南到(dao)寒冷的(de)齊齊哈(ha)爾都✊有(yǒu)大量使(shǐ)用。氣體(tǐ)渦輪流(liu)量計有(you)較好👈的(de)穩定性(xing)和重複(fu)性，但北(běi)方地區(qu)有用戶(hu)反映經(jing)過溯源(yuán)後的儀(yi)表開始(shi)使用正(zheng)常，在天(tian)氣變冷(leng)後渦輪(lún)❌流量計(jì)的計量(liang)出現了(le)計量不(bú)準确的(de)情況。通(tong)常情況(kuang)下，氣體(ti)🌈渦輪流(liú)量計的(de)工作範(fan)圍較寬(kuan)，一般情(qíng)況下溫(wēn)度變化(huà)對計量(liang)性能的(de)影響較(jiao)小。但在(zài)北方地(dì)區冬季(ji)的低溫(wēn)環境的(de)确影響(xiang)到了氣(qi)體渦輪(lún)流量計(ji)的計量(liàng)性能，從(cóng)而容易(yì)在使用(yòng)的過程(cheng)中産生(shēng)計量、貿(mào)易結算(suàn)的糾紛(fēn)。
1驗證氣(qi)體渦輪(lun)流量計(ji)在不同(tong)溫度下(xià)的計量(liang)性能
　　爲(wèi)了更好(hao)地了解(jiě)氣體渦(wo)輪流量(liàng)計在不(bu)同環境(jìng)下的計(ji)量性㊙️能(néng)，一套可(ke)以檢定(ding)渦輪流(liu)量在不(bu)同溫度(du)和濕度(du)下的計(ji)量性能(neng)的标準(zhǔn)表法氣(qi)體流量(liang)檢定裝(zhuāng)置。該裝(zhuāng)置的基(jī)本原理(li)爲:①将被(bèi)檢流量(liàng)計放置(zhi)在🙇‍♀️可調(diao)整溫度(dù)和濕度(du)的實驗(yan)艙中，而(er)标準流(liu)量計放(fàng)置在恒(héng)溫恒🔞濕(shi)車間，溫(wēn)度在20℃左(zuo)右，再通(tōng)過管道(dào)和熱🏃‍♂️交(jiao)換器與(yǔ)被檢流(liu)量計相(xiàng)連接;②流(liu)量計的(de)瞬時流(liu)量通過(guo)變頻器(qi)控制，實(shi)現穩定(ding)流量的(de)運行;③通(tōng)過采集(ji)系統分(fèn)别采集(ji)被檢流(liu)量計和(he)标準流(liú)🥵量的脈(mo)沖信号(hao)、壓力值(zhi)🔞、溫度值(zhi);④最後，通(tong)過中心(xīn)控制系(xì)統進行(háng)統一控(kòng)制、計算(suan)，從而輸(shu)出檢定(ding)結果;⑤設(she)備的☁️準(zhǔn)确度等(děng)級通過(guò)标準🍉表(biǎo)、壓變、溫(wēn)變🍉等計(ji)量相關(guan)的設備(bei)溯源以(yi)及傳遞(dì)表的比(bǐ)對，驗證(zheng)💁該裝📞置(zhì)滿足試(shi)驗的要(yao)求。
　　不同(tong)溫度氣(qì)體渦輪(lun)流量計(ji)的計量(liang)性能試(shì)驗方法(fǎ):選擇3台(tái)DN80的💞氣體(ti)渦輪流(liu)量計在(zài)-25℃、-10℃、5℃、30℃、55℃溫度下(xià)進行測(cè)試。
3台流(liú)量計檢(jian)定數據(ju)轉化爲(wei)線性如(ru)圖1。
 
從以(yǐ)上數據(ju)的線性(xìng)圖看，得(dé)出結論(lun):
1)氣體渦(wō)輪流量(liàng)計計量(liàng)性能受(shou)環境溫(wen)度的影(ying)響。
2)同台(tai)流量計(jì)在相同(tóng)的流量(liang)點下，随(sui)着溫度(du)越低，流(liú)量計❤️量(liang)示值誤(wù)差負偏(piān)就越大(dà);溫度越(yue)高，流量(liang)計示⛱️值(zhí)誤差正(zhèng)偏就越(yue)大。
3)高溫(wēn)下的示(shì)值誤差(chà)影響小(xiǎo)于低溫(wēn)下的示(shì)值誤差(cha)影響。
4)流(liu)量計在(zai)大流量(liàng)條件下(xià)，影響比(bi)較小，基(ji)本滿足(zú)計量性(xìng)能。
2影響(xiǎng)因素分(fen)析
2.1氣體(tǐ)渦輪流(liu)量計的(de)工作原(yuan)理
　　氣體(tǐ)渦輪流(liu)量計由(yóu)整流器(qì)、葉輪、計(jì)量芯組(zǔ)件、油泵(beng)磁耦合(he)🏒、機械計(ji)數器、低(di)頻脈沖(chong)發生器(qì)、殼體及(ji)體積修(xiū)正儀組(zu)成，如圖(tu)2爲機械(xiè)結構圖(tú)。工作原(yuan)理:當氣(qì)流進人(ren)流💋量計(ji)時，首先(xian)經過獨(dú)立機芯(xīn)的♍前導(dǎo)流體并(bìng)加速。在(zai)流體的(de)作用🙇‍♀️下(xia)，由于渦(wo)輪葉片(piàn)與流體(ti)流向成(chéng)一定角(jiǎo)度，此時(shi)渦輪産(chan)😍生轉動(dong)力矩🌍，在(zài)渦輪克(kè)服阻力(lì)矩和摩(mo)擦力矩(jǔ)後開始(shi)轉動。當(dang)諸力矩(jǔ)達㊙️到平(ping)🥵衡時，轉(zhuan)速穩定(ding)。渦輪轉(zhuan)動角速(su)度與氣(qì)體工況(kuang)流速🔆成(chéng)線性關(guān)系，并由(yóu)高🔞頻信(xin)号模塊(kuai)輸出與(yu)工況體(ti)積流量(liang)成正比(bi)的脈沖(chong)信号，與(yu)壓💃🏻力、溫(wēn)度傳感(gan)器所檢(jian)🚶測的壓(yā)力、溫度(du)信号一(yī)起輸出(chū)給體積(jī)修正儀(yi)進行計(ji)算處理(li)，可實.現(xiàn)瞬時流(liú)量和累(lèi)積總量(liàng)的計量(liang)，加溫度(du)和壓力(li)補償時(shi)可實現(xiàn)标準🐇狀(zhuang)态的瞬(shun)時流量(liàng)和累積(jī)總量的(de)計量。

 
2.2計(ji)量性能(neng)的影響(xiǎng)因素
　　根(gēn)據氣體(ti)渦輪流(liu)量計的(de)計量原(yuan)理、計算(suan)公式，分(fèn)析🧑🏽‍🤝‍🧑🏻在不(bu)同🔆溫度(du)下，影響(xiang)計量性(xìng)能的變(biàn)量有哪(na)些，以便(biàn)更好地(dì)找到根(gen)本原因(yīn)。詳💘細的(de)公式和(he)分析如(ru)下:
1)流量(liang)與頻率(lü)的方程(chéng):
 
式(1)中:qv一(yī)瞬時流(liú)量,m³/h;f一脈(mo)沖頻率(lǜ),
Hz;K一儀表(biao)系數，m-3。
2)渦(wo)輪流量(liàng)計的數(shu)學模型(xing):
 
　　式(2)中:Z一(yī)渦輪葉(yè)片數;θ一(yi)流體流(liú)動方向(xiang)與葉片(pian)的夾角(jiao)‼️;r一葉片(pian)⁉️的平均(jun)半徑;A一(yī)流通截(jié)面積;ρ一(yi)流體密(mi)度;Trm一機(jī)械摩擦(cā)阻力矩(jǔ);Trf一流體(tǐ)對渦輪(lun)的阻力(li)矩。
由公(gong)式(1)與公(gong)式(2)得到(dao):
 
　　當理想(xiang)狀态時(shí)，Trm=0，Trf=0,計量性(xing)能僅與(yǔ)儀表結(jié)構參數(shù)有關，與(yǔ)流量♍變(biàn)化♻️無關(guan)，儀表系(xì)數爲一(yī)常數。
　　當(dang)低溫條(tiáo)件下，計(jì)量準确(què)度出現(xiàn)偏移，儀(yi)表系數(shu)産生變(bian)化，說明(míng)🌐Trm，Trf不爲零(ling)，所以低(di)溫性能(neng)的主要(yào)影響因(yin)素是摩(mó)擦阻力(li)矩。而㊙️摩(mo)擦阻力(lì)矩主要(yào)有:軸承(chéng)、軸、軸承(cheng)的潤滑(hua)油等在(zài)高低溫(wēn)情況下(xia)的機械(xiè)形變及(jí)性能的(de)變化⭐。因(yīn)此，主要(yao)研究内(nèi)容如下(xià):
a)通過選(xuan)擇同一(yi)種軸承(cheng)，在不同(tóng)溫度下(xià)，對有油(you)與無油(yóu)🈲軸承性(xing)能的變(bian)化給渦(wo)輪流量(liang)計帶來(lái)的計量(liàng)性能影(yǐng)響進行(hang)研究。
b)通(tōng)過采用(yòng)同一種(zhǒng)軸承，在(zai)不同的(de)溫度下(xià)，對不同(tong)潤滑油(you)性能的(de)變化給(gěi)渦輪流(liu)量計帶(dai)來的計(ji)量性能(néng)影響進(jìn)行研究(jiu)。
3.1試驗一(yī)
3.1.1方案
　　該(gai)方案的(de)目的是(shì)爲驗證(zheng)氣體渦(wō)輪流量(liang)計中的(de)軸承有(you)無油的(de)條件下(xia)的不同(tong)溫度下(xia)的計量(liang)性能。
　　采(cǎi)用目前(qián)性能較(jiào)穩定的(de)、選擇性(xìng)能一緻(zhì)的軸承(cheng)，以🈲消除(chú)軸承間(jiān)性能差(cha)别所帶(dài)來的影(yǐng)響，對1号(hao)潤滑油(yóu)進行🌂以(yǐ)下兩組(zǔ)比對試(shì)驗，每組(zu)兩台:
1)常(chang)油:即對(duì)軸承的(de)油脂不(bu)做任何(he)處理，試(shi)驗該流(liú)量計在(zai)-25℃、-10℃、+5℃、+20℃、+30℃、+55℃下的計(jì)⭐量示值(zhí)誤差及(jí)重複性(xing)。
2)無油:清(qing)洗軸承(cheng)使其沒(mei)有油脂(zhi)，試驗該(gāi)流量計(ji)在-25℃、-10℃、+5℃、+20℃、+30℃、+55℃下的(de)計量示(shi)值誤差(cha)及重複(fu)性。
3.1.2測試(shì)數據
結(jié)論:從圖(tu)3無油與(yǔ)常油的(de)比對測(cè)試中發(fa)現:
1)無油(yóu)時，低溫(wēn)對計量(liàng)影響較(jiao)小，計量(liàng)示值誤(wu)差滿足(zú)設計要(yào)求。
 
2)常油(you)的流量(liang)計測試(shi)結果，小(xiǎo)流量負(fù)偏嚴重(zhong)，影響較(jiao)大。
3)軸承(cheng)中的油(you)是導緻(zhì)低溫性(xing)能負偏(piān)的重要(yao)因素。
3.2試(shi)驗二
3.2.1方(fāng)案
　　該方(fāng)案的目(mù)的是爲(wei)驗證氣(qi)體渦輪(lun)流量計(ji)采用2号(hào)💔和3号油(yóu)👉後，不同(tóng)溫度下(xià)的計量(liàng)性能。
　　采(cai)用目前(qián)性能較(jiao)穩定的(de)、選擇性(xìng)能一緻(zhi)的軸承(cheng)，以🏃‍♂️消除(chú)軸承😍間(jiān)性能差(chà)别所帶(dài)來的影(yǐng)響，通過(guò)對2号和(hé)📧3号潤滑(hua)油進行(hang)以下兩(liang)組🤩比對(duì)試驗，每(měi)組兩台(tái):
1） 清洗軸(zhou)承使其(qi)沒有油(yóu)脂，再添(tian)加2号潤(rùn)滑油，在(zai)常溫下(xià)運👉行2h,保(bao)證加油(you)後的軸(zhóu)承性能(neng)滿足要(yào)求，試驗(yàn)該流量(liang)計在-25℃、-10℃、+5℃、+20℃、+30℃、+55℃下(xia)的計量(liàng)🌈示值誤(wu)差及重(zhòng)複性，結(jié)果如圖(tú)4。

 
2)清洗軸(zhóu)承使其(qí)沒有油(you)脂，再添(tiān)加3号潤(run)滑油，在(zai)常溫💛下(xia)運🆚行2h，保(bǎo)證加油(yóu)後的軸(zhóu)承性能(néng)滿足要(yào)求，試驗(yan)該流量(liàng)計在⚽-25℃、-10℃、+20℃、+55℃下(xia)的計量(liang)示值誤(wu)差及重(zhong)複性，結(jie)果如圖(tu)4。
3.2.2測試數(shu)據
結論(lun)，從圖4的(de)比對測(cè)試中發(fa)現:
1)不同(tong)特性的(de)油對氣(qì)體渦輪(lún)流量計(jì)的計量(liàng)示值誤(wù)差不同(tóng)。
2)通過使(shi)用3号油(you)來潤滑(huá)，基本滿(man)足設計(jì)要求。
4總(zǒng)結
　　通過(guò)以上試(shì)驗結果(guo)分析，發(fā)現氣體(tǐ)渦輪流(liu)量計受(shòu)溫度影(yǐng)響的程(chéng)度不盡(jìn)相同，主(zhǔ)要表現(xian)爲:相同(tóng)低溫下(xià)流量越(yue)小,負誤(wù)差就越(yue)大;相同(tong)流量下(xià)溫度越(yue)低，負誤(wù)差越大(dà);高溫下(xià)相同流(liu)量下，溫(wēn)度越高(gāo)，正誤差(cha)就越大(da)，但整體(tǐ)在合格(ge)範圍之(zhī)内。通過(guo)試驗分(fen)析，氣🌐體(ti)渦輪流(liú)量🍉計需(xu)要潤滑(hua)劑潤，滑(huá)才能長(zhǎng)時間的(de)正常工(gōng)作，在低(dī)溫下會(hui)出現渦(wō)輪🍓潤滑(huá)油低溫(wen)性💋能不(bú)好，導緻(zhi)黏度變(biàn)化較大(dà)，阻力增(zēng)強，降低(dī)低溫下(xià)渦輪軸(zhóu)承的旋(xuán)轉速率(lǜ)，從而引(yǐn)起小流(liú)量受溫(wen)✍️度影響(xiang)較大的(de)情況。從(cong)圖4的數(shù)據看，使(shǐ)用抗低(dī)溫潤滑(hua)油可以(yi)㊙️從一定(ding)程度上(shang)解決此(cǐ)類問題(ti)的發生(sheng)，保證氣(qi)體渦輪(lún)流量計(jì)的🔴誤差(chà)在合格(gé)範圍之(zhī)内。
　　在實(shi)際低溫(wēn)極限條(tiáo)件下的(de)影響:①會(hui)對氣體(ti)渦輪流(liu)量計的(de)機械性(xing)能産生(shēng)一定的(de)影響，這(zhe)是不能(néng)忽略📱的(de)。儀♋表生(sheng)産企業(yè)，應當充(chong)分考慮(lǜ)到這種(zhong)極限條(tiao)件‼️，在機(jī)械結構(gòu)設計時(shi)降🔴低低(dī)溫對機(jī)械部件(jian)的影響(xiǎng);②管道會(hui)産生冰(bīng)渣、冰顆(ke)粒,對渦(wo)輪流量(liang)計造成(chéng)沖擊✔️、卡(kǎ)死等。建(jiàn)議⁉️:①廠家(jiā)應提供(gòng)适當的(de)抗低溫(wēn)潤滑油(you)，用❓戶在(zài)使用時(shí)💞也應當(dang)按時加(jiā)注符合(he)要求的(de)專業潤(run)滑油;②在(zài)0℃以下的(de)管道應(ying)該增加(jiā)一些伴(ban)熱設備(bèi)，保證管(guan)道溫度(du)不會太(tài)低👌，最好(hao)不要低(di)于0℃。

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