[提(tí)要]通過(guo)實驗研(yan)究，闡明(míng)了粘度(du)對玻璃(lí)轉子流(liu)量計
的(de)影響，歸(guī)納出aν/a-Re、a'/a-v及(ji)Qv'-v三種粘(zhān)度修正(zheng)方法，以(yǐ)及這三(sān)種修正(zheng)方法🔞的(de)計算、應(ying)用和優(you)缺點比(bi)較。
一、概(gai)述
玻璃(li)轉子流(liu)量計屬(shu)于恒壓(ya)降儀表(biao)，其流量(liàng)基本方(fang)程🌍式，可(kě)用類似(si)于孔闆(pǎn)的Q=aF√△P來表(biao)示。根據(ju)該表的(de)工作原(yuán)理可知(zhi)🧑🏽🤝🧑🏻,被測介(jiè)質粘度(dù)的變化(huà)，對它的(de)流量指(zhǐ)示值有(you)較大的(de)影響。這(zhe)就是要(yao)進行玻(bō)璃轉子(zi)流量計(ji)粘度修(xiu)正的目(mù)的。
雖然(ran)流量計(jì)的結構(gòu)參數、浮(fu)子形狀(zhuang)等等有(you)可能改(gai)善粘度(du)對示值(zhi)的影響(xiang)，但本文(wen)不作重(zhòng)點叙述(shù)，這裏就(jiù)一🌈定結(jie)構的儀(yí)表，通過(guò)實驗，歸(guī)納出幾(ji)種可行(hang)的粘度(du)修正方(fang)法。這幾(ji)種方法(fa)的應用(yong)以及它(tā)們各自(zì)的優缺(que)點🐉，便于(yu)指導🏃🏻今(jin)後玻璃(lí)轉子流(liu)量♈計粘(zhan)度修正(zheng)方法的(de)研究和(he)實際應(ying)用。
二、試(shi)驗設備(bei)和試驗(yàn)方法
1.試(shi)驗系統(tong):
試驗是(shi)在系統(tǒng)精度分(fèn)别爲±0.2%和(hé)±0.5%的水流(liu)量和油(you)流量試(shì)驗裝置(zhì)🐇上👉進行(háng)的，二者(zhě)均采用(yòng)稱重法(fa)。整個試(shi)驗裝置(zhi)，基本上(shang)由水塔(ta)(或油泵(bèng))，水池(或(huò)油池)、标(biāo)準秤、控(kòng)制台、計(jì)時器、自(zi)動加砝(fǎ)碼器(或(huò)人工加(jia)砝碼)、流(liu)量調節(jiē)伐、溫度(du)計等部(bu)分組成(cheng)，如圖一(yi)所示。
2.試(shi)驗參數(shù)
(1)水流量(liang)試驗:溫(wen)度爲25~35℃,壓(ya)力<2kgf/cm-2,粘度(du)近似于(yu)1csto
(2)油流量(liang)試驗:采(cai)用30#機油(you)，油壓≤3kgf/cm2油(yóu)溫爲29~70℃，大(da)緻分成(chéng)30℃、40℃、50℃、70℃四檔，借(jiè)以調節(jie)✊油的粘(zhan)度,粘度(dù)範圍15~70cst左(zuo)右。
30#機油(yóu)的ρ(密度(du))一t℃(溫度(dù))及v(運動(dòng)學粘度(du))-t℃的曲線(xiàn)分别見(jian)圖二、圖(tú)三💛。
試驗(yan)方法是(shi)比較簡(jian)單的，将(jiāng)玻璃轉(zhuǎn)子流量(liàng)計先放(fang)在🔞水流(liú)量✂️試🔆驗(yan)裝置上(shang)，按錐管(guǎn)上的刻(kè)度，進行(háng)标定📞，得(de)出每一(yī)刻度下(xia)的實際(jì)流量，然(ran)後再把(ba)它裝在(zai)油流量(liang)校驗裝(zhuāng)置🔴上，按(an)同🈲樣的(de)刻度，标(biao)出不同(tong)粘度下(xià)的油的(de)實際流(liu)量。因爲(wei)油的密(mì)度與水(shuǐ)的密度(dù)不同，所(suǒ)以還需(xu)按下述(shù)公式進(jìn)行密度(du)修正，以(yǐ)消除密(mì)度☎️不同(tong)造成的(de)示值誤(wu)差。
式中(zhōng):
Q---浮子在(zai)某一刻(ke)度時的(de)實際水(shui)流量;
Q'---不(bú)考慮粘(zhan)度影響(xiǎng)，隻是考(kǎo)慮由于(yú)介質(油(yóu))的密度(du)與水不(bu)同，而換(huan)算成上(shang)述同一(yī)刻度下(xià)介質(油(yóu))的實際(jì)流量，即(jí)修正後(hòu)的油流(liu)量指示(shì)值;
ρ、ρt、ρ'_分别(bié)爲水、浮(fú)子材料(liao)及介質(zhì)(油)的密(mì)度。
- 試驗(yan)用轉子(zǐ)流量計(ji)的規格(ge)品種見(jiàn)表1。
浮子(zi)形狀(見(jian)圖四所(suo)示)。
錐管(guan)形狀
錐(zhuī)管編号(hao)LZB25-01、LZB25一02、
LZB25--03、LZB25--04、LZB25--05的形(xíng)狀見圖(tú)五。
錐管(guǎn)編号605、606的(de)形狀見(jian)圖六
三(sān)、修正方(fāng)法
經過(guo)上述試(shì)驗,得到(dao)一系列(lie)對應的(de)流量計(jì)刻度下(xià)的水🧡和(he)粘性🛀🏻介(jiè)質(油)的(de)實際流(liu)量,即可(ke)繪成修(xiū)正曲線(xian)
該種修(xiū)正曲線(xiàn)，即以粘(zhān)性流體(tǐ)的流量(liang)系數α´;與(yu)理想流(liú)體(沒有(yǒu)✨粘性的(de)流體,可(ke)用水來(lái)代替，以(yi)下均用(yong)水作爲(wei)理想流(liú)體🚶，不再(zài)另作說(shuō)明)的流(liu)量系數(shù)α之比作(zuo)🏒爲縱座(zuo)标，而以(yǐ)雷諾數(shu)☁️Re作爲橫(heng)🚶♀️座标來(lai)描繪的(de)。
雷諾數(shu)Re用下式(shi)表示:
式(shì)中:.
Q---某刻(kè)度值下(xià)介質的(de)流量;
△F---某(mou)刻度值(zhí)處浮子(zǐ)和錐管(guǎn)之間形(xíng)成的環(huán)隙面積(ji);
D--在某刻(kè)度值處(chu)錐管的(de)内徑;
df一(yi)浮子的(de)最大直(zhi)徑。
以(3)、(4)式(shi)代入(2)式(shi)，即
得到(dao)Re的最後(hòu)表示式(shì)
粘度修(xiu)正系數(shù)應理解(jie)爲密度(du)相同的(de)粘性流(liú)體與理(li)想流體(tǐ)在流量(liàng)計的同(tóng)一刻度(dù)指示值(zhi)下，它們(men)的實際(jì)流量值(zhi)之比，也(yě)即，修正(zhèng)系數Ɛ等(děng)于:
流體(ti)與理想(xiang)流體在(zài)流量計(jì)同一刻(ke)度值下(xià)的實際(jì)流量之(zhī)比。
上述(shu)式中:.
F一(yi)浮子的(de)最大截(jie)面積;
V一(yī)浮子的(de)體積;
g一(yī)重力加(jiā)速度。
理(li)解這一(yī)點很重(zhong)要，它可(kě)以幫助(zhu)我們在(zài)進行實(shi)際粘度(du)修正試(shì)驗時，不(bú)必非去(qù)找兩種(zhǒng)密度相(xiàng)同而一(yī)種是🌂有(you)粘性的(de)另一種(zhǒng)是👨❤️👨沒有(you)粘性介(jie)質不可(kě)，而可以(yǐ)直接用(yòng)水和另(lìng)幾種💞有(you)粘性的(de)介質來(lai)代替，在(zai)描繪曲(qu)線時不(bu)必考慮(lǜ)密度的(de)修正，隻(zhī)要根據(ju)玻璃轉(zhuǎn)子流量(liang)計的基(jī)本公式(shi)，通過試(shi)驗,求出(chu)💔ai、a就行了(le)。
這類修(xiū)正曲線(xian)如圖七(qi)。便如果(guo)知道了(le)某種介(jie)質流動(dong)😘它的🥰使(shi)用也方(fang)北R.及此(cǐ)時浮子(zǐ)的指示(shi)流量的(de)，力下的(de)㊙️雷諾數(shù)那末根(gēn)據上
變(bian),由于橫(heng)座标不(bu)用Re而用(yòng)v，因此流(liu)體的流(liú)速或者(zhe)說流體(tǐ)流量的(de)影響和(he)粘度的(de)影響及(jí)口徑的(de)影響，已(yi)不能用(yòng)單🌈-的參(can)量來表(biǎo)示。爲此(cǐ)，在描繪(huì)曲線時(shi)，必須🤩考(kao)慮不👅同(tóng)口徑和(he)不同的(de)流量下(xia)(或者說(shuo)浮子在(zai)不🈲同的(de)位置❄️)av/a--v的(de)修正情(qing)況，這類(lèi)修正曲(qǔ)線的描(miao)繪如八(ba)所示。
3.Q;-v修(xiū)正曲線(xian)
這類修(xiu)正曲線(xiàn)的縱座(zuò)标是以(yi)流量Q來(lái)表;示的(de)(錐管.上(shang)🙇♀️的✉️刻度(dù)㊙️流量)，整(zheng)個曲線(xian)的描繪(hui)是按錐(zhui)管上的(de)刻度流(liú)量(或🌈浮(fú)子的位(wei)置)來區(qū)分的，也(ye)即一個(ge)刻度值(zhi)有一條(tiáo)修正曲(qǔ)線。應該(gai)✏️注意的(de)💰是，在描(miao)🔆述粘性(xing)介質🔞的(de)流量時(shi)，将粘性(xing)介質的(de)流量進(jin)行密度(du)🌐修正後(hòu)，才能描(miáo)述在曲(qǔ)線圖上(shàng)。
即将測(ce)得的流(liú)量Q;按下(xia)式計算(suan)得到的(de)Q值描在(zai)曲線圖(tú)上。
如果(guǒ)粘性介(jie)，質的密(mi)度與水(shuǐ)是一樣(yàng)的，那就(jiu)無需進(jin)行密度(dù)修⚽正，可(kě)以将得(de)到的流(liú)量直接(jiē)描繪在(zài)曲線🎯圖(tu)上。此類(lèi)修正曲(qu)線見圖(tu)九。
這類(lei)修正曲(qu)線在實(shí)際應用(yòng)時相當(dang)方便，隻(zhī)要知道(dao)介🌈質🔆的(de)‼️粘度v和(he)浮子的(de)刻度位(wèi)置,.立即(jí)可以從(cóng)曲線♈上(shang)讀取它(tā)的流量(liang)Qi。如果
四(sì)、修正方(fāng)法的比(bi)較.
這三(san)種修正(zhèng)曲線有(you)它各自(zì)的特點(diǎn)，根據具(jù)體情況(kuàng)加以☁️具(jù)體應用(yong)。α´v/a--Re修正曲(qu)線看起(qǐ)來是比(bǐ)較簡單(dan)的。一種(zhǒng)形狀的(de)浮子幾(ji)乎:隻要(yao)-根修正(zheng)曲線就(jiù)能表示(shi)了🚶♀️，因爲(wèi)橫座标(biao)采用了(le)雷🌐諾數(shù)Re這一綜(zōng)合性量(liàng)，因此曲(qǔ)線的形(xing)狀将能(néng)綜合性(xing)的反映(ying)🔴有關參(cān)數如流(liu)量Q、粘度(dù)v及尺寸(cun)等對粘(zhan)度修正(zhèng)的影響(xiang)。另外也(yě)能非常(chang)方便的(de)比較各(ge)種💁浮子(zǐ)的形狀(zhuàng)和有關(guan)參數對(dui)粘度修(xiu)正的影(yǐng)響。因而(er)這類曲(qǔ)線☀️對于(yú)改進🙇♀️玻(bō)璃轉子(zǐ)流量計(jì)的設計(jì)，指導合(he)理的選(xuan)擇流量(liang)計的結(jié)構參數(shu)，有着非(fei)常重要(yao)的意義(yi)，但🏃♂️作實(shi)際修正(zheng)應用比(bi)較麻煩(fan)🏒，因雷諾(nuo)數Re中含(han)有流量(liang)Q，而Q又是(shì)未知量(liang)。這種修(xiu)正方法(fǎ)的另一(yi)個缺點(dian)是沒有(you)考慮流(liú)量系數(shu)a受浮子(zǐ)的位置(zhi)變化而(er)有所變(biàn)化這一(yī)因素，因(yīn)此，從實(shí)驗結果(guo)🈲發現，繪(hui)制這類(lèi)曲線時(shí)，粘度修(xiū)正系數(shu)🌈的分散(san)性較大(dà)，在Re=0.5~250範圍(wéi)内，最🏃♀️大(dà)的分散(sàn)度可達(dá)±5%左右。
α´v/a曲(qu)線是克(ke)服。α´v/a-Re的缺(quē)點而繪(hui)a制的。橫(heng)座标以(yǐ)v代替Re,故(gu)可不需(xū)預知要(yao)求的實(shí)際流量(liang)。但這種(zhǒng)修正曲(qǔ)線也不(bú)夠理📱想(xiǎng)，因爲得(de)🛀🏻到的修(xiū)正數α´v/a不(bu)直觀地(dì)反映出(chu)變化的(de)流量值(zhi)，尚需進(jin)行一系(xì)列的運(yun)算，才🧡能(neng)求得實(shí)際🔆流量(liàng)。再說在(zài)繪制修(xiu)正曲線(xiàn)時🍉，求取(qu)α´v/a一也是(shì)比較麻(má)⭕煩的。此(ci)外,從圖(tú)五中也(ye)可看出(chū),在低粘(zhan)度時，幾(jǐ)條曲線(xian)相彙于(yu)一起，因(yin)而查表(biao)精度也(ye)不高。
至(zhi)于Q´v-v修正(zheng)曲線，這(zhè)種方法(fa)在實際(jì)使用中(zhōng)是比較(jiào)方便的(de)，它有制(zhi)作簡單(dan)、修正方(fang)便、直觀(guān)易懂等(deng)特點，此(ci)外，因☀️爲(wei)它是按(an)照浮子(zi)的位置(zhì)來描繪(hui)一族曲(qǔ)線的❌，所(suǒ)以考慮(lü)了浮子(zi)位置對(duì)粘度修(xiū)正的影(ying)響。根據(jù)對五台(tái)φ25mmA型浮子(zi)測試結(jie)果，最大(da)偏差(在(zài)同一v值(zhí)下)爲±12開(kai)🈲,故最大(dà)分散度(du)約爲±2%。其(qi)中尚且(qiě)包括了(le)由于測(ce)溫位暨(jì),得子的(de)跳動和(he)試驗介(jie)質ρ-t℃比曲(qǔ)線等所(suo)造成的(de)誤差。這(zhè)種方法(fa)的缺點(diǎn)是繪制(zhi)的粘度(du)修正曲(qǔ)線多，工(gōng)作量大(dà)。
五、結論(lun)
玻璃轉(zhuan)子流量(liàng)計的确(que)是一種(zhǒng)對被測(cè)介質粘(zhān)度比較(jiào)🏃♀️敏感的(de)儀表，因(yin)此，粘度(du)修正是(shi)必要的(de)。但是粘(zhan)度對示(shi)值的影(yǐng)響并不(bu)是完全(quán)-樣的,它(tā)除了與(yǔ)粘度本(běn)⭐身的大(da)小有關(guān)外,還與(yu)流量計(ji)口徑的(de)🍓大小，流(liú)量的大(dà)小及浮(fú)子結構(gou)型式和(he)具體的(de)參數有(yǒu)關，表2、表(biǎo)3所列的(de)試驗結(jié)果充分(fèn)說明了(le)這一點(dian)，也🌈就是(shi)說,正确(què)的選擇(zé)浮子的(de)形狀和(hé)結構參(can)數，,可以(yǐ)減小粘(zhān)🌐度對玻(bo)璃轉子(zi)流量計(jì)示值的(de)影響，因(yīn)此如何(he)合理的(de)選🧑🏽🤝🧑🏻擇流(liú)量計浮(fu)子的形(xing)狀和設(she)計合理(lǐ)的結構(gou)參數是(shì)🌈需要進(jìn)--步研究(jiu)的，其次(cì)說明流(liu)量計的(de)結構和(he)🍉參數⛱️如(ru)果選擇(zé)得較爲(wèi)合理的(de)話，那末(mo)，粘度不(bu)大的流(liú)體，隻是(shì)對小口(kou)徑或小(xiǎo)流量的(de)示值才(cái)有影響(xiǎng)，較大口(kou)徑或較(jiào)大流量(liang)時，影響(xiǎng)不大，可(kě)以♌不必(bi)修正而(ér)仍能保(bǎo)持在一(yi)定的精(jīng)度要求(qiu)之内。
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