摘(zhai)要：對渦(wō)輪流量(liang)傳感器(qì)進行了(le)理論分(fen)析,給出(chu)了渦輪(lún)流量計(jì)
儀表常(cháng)數的計(jì)算方法(fǎ)，讨論了(le)獲得較(jiao)大固有(you)儀表常(chang)數K。時渦(wo)🏃♂️輪傳感(gǎn)器結構(gòu)參數(如(ru)葉片數(shu)、渦輪半(bàn)徑、口徑(jìng)等)的優(yōu)化組合(he)問題，通(tōng)過多相(xiàng)流動實(shí)驗，總結(jié)出K。與流(liu)動密度(du)之間的(de)❄️實驗關(guan)⚽系，由此(ci)給出用(yong)渦輪流(liú)量計測(ce)量多相(xiàng)流🌈的半(ban)理論半(ban)經驗公(gong)式，并在(zai)油井多(duo)相流量(liang)‼️測量中(zhōng)得到了(le)實際應(yīng)用,符合(he)較好。
1引(yǐn)言
工業(ye)生産過(guo)程參數(shu)(如溫度(du)、壓力等(děng))檢測中(zhong),以流量(liàng)和各相(xiàng)持率測(cè)量最爲(wei)複雜,是(shi)較難測(ce)量的兩(liang)個參數(shu),因而，引(yǐn)起了工(gong)程技術(shù)人員的(de)興趣。随(suí)着工業(yè)的發展(zhǎn),被測對(dui)象不再(zài)限于單(dan)相,而要(yao)對☔多相(xiàng)流、混合(hé)狀态的(de)流量進(jin)行測量(liang)。測量多(duō)相流的(de)技術難(nan)度要比(bi)單相流(liu)體的精(jing)确測量(liàng)大得多(duo),知道單(dan)相流體(ti)的密度(du)、粘度及(ji)💋測♋量裝(zhuang)置的幾(jǐ)何♋結構(gòu),便可以(yǐ)對單相(xiàng)🌂流進行(háng)定量分(fèn)析。如果(guo)能利用(yong)多相流(liu)中每一(yī)相的.上(shàng)🔞述各物(wù)理量對(dui)多相流(liu)進行測(ce)量得話(huà),就很方(fāng)便。但遺(yi)憾的💃是(shi),多相流(liú)體的特(tè)性遠比(bi)單相流(liú)體的特(te)性複雜(zá)得多,如(ru)各🔱組分(fèn)之間不(bu)能均勻(yun)混❓合、混(hun)合流體(tǐ)的異常(cháng)性、流型(xíng)轉變,相(xiang)對速度(dù)、流體性(xing)質、管道(dào)結構、流(liú)動方向(xiang)等因素(sù)将導📐緻(zhi)渦輪流(liu)量傳感(gǎn)器響應(ying)🌍特性的(de)改🏃變。
渦(wo)輪流量(liàng)傳感器(qì)和顯示(shi)儀表組(zǔ)成的渦(wō)輪流量(liàng)計以良(liang)好🌂的重(zhong)複性、寬(kuān)廣的線(xiàn)性工作(zuò)區和精(jing)度高而(er)受到用(yòng)戶的歡(huān)迎。渦輪(lun)流量計(jì)在測量(liang)單相時(shí)，工作穩(wen)定性較(jiào)好，但在(zài)多相流(liú)動時，由(you)于各相(xiang)的速度(dù)、粘♈度、局(jú)部持率(lǜ)等因:素(su),影響渦(wō)輪轉速(su)。按常👣規(guī),同一流(liu)量所對(duì)應的渦(wo)輪轉速(su)保持不(bu)變,即儀(yi)㊙️器常數(shù)不變。但(dan)在多相(xiàng)流動❓時(shí),即使在(zài)總流量(liàng)保持不(bu)變的情(qíng)況下，混(hun)合流體(ti)的密🈲度(du)發生變(bian)化,也會(hui)引起渦(wō)輪轉速(sù)的很大(da)變化。由(yóu)于在🙇🏻多(duō)相流動(dòng)中,渦輪(lun)❤️響應特(te)性發生(sheng)了變化(huà)，目前面(miàn)臨的問(wèn)題是🧑🏽🤝🧑🏻渦(wo)輪流量(liang)傳感器(qì)是🚶♀️否能(néng)成功地(di)應用于(yu)多相流(liú)的測量(liang)及如何(hé)設計用(yong)于多相(xiàng)流測量(liang)的渦輪(lún)流💋量傳(chuan)感器。就(jiù)此問題(tí),這裏🚩,首(shou)先對渦(wo)輪傳感(gan)器進行(háng)了理論(lun)分析,然(ran)後給出(chū)三相流(liú)動中🌈渦(wō)輪流量(liàng)計的實(shi)驗響應(ying)特🧡性⭐,最(zuì)後總結(jie)出用渦(wō)輪流量(liàng)計測⭕量(liàng)多相流(liu)流量㊙️的(de)半理論(lùn)半經驗(yan)公式。
2渦(wō)輪流量(liàng)計測量(liàng)原理
2.1流(liú)量計的(de)響應方(fāng)程
渦輪(lún)流量計(jì)通過渦(wo)輪轉數(shu)反映被(bèi)測流量(liang)的大小(xiǎo)，渦輪轉(zhuan)N與流量(liàng)Q之間的(de)關系可(ke)以表示(shì)爲:
N=K(Q--q)(1)
式中(zhōng)K一儀表(biao)常
q一啓(qi)動流量(liàng),通過标(biāo)定獲得(dé)
2.2渦輪流(liu)量計固(gu)有儀表(biǎo)常數的(de)理論計(ji)算
渦輪(lun)流量計(jì)固有儀(yí)表常數(shu)K0主要與(yǔ)渦輪傳(chuan)感器結(jié)構參數(shù)有關。(圖(tú)1),K0可按下(xià)式計算(suan)中:
式(2)可(ke)見,對确(què)定的渦(wo)輪流量(liàng)傳感器(qi)，易知口(kǒu)徑D大,K0值(zhí)🆚小;葉💛片(piàn)數n大,K0值(zhi)大等。如(rú)果要獲(huo)得較大(da)的儀表(biǎo)常數,就(jiu)要🔴對渦(wō)輪傳感(gan)器的結(jie)構參數(shù)進行優(you)化設計(ji),從圖(2)可(ke)以看出(chū),葉片高(gao)度h增加(jiā),K。增大;導(dao)程角增(zeng)大,K0增大(da)。對于φ19的(de)過環空(kong)大排⚽量(liàng)渦輪流(liú)量計而(ér)言,由.上(shang)式計算(suàn)得K0=74.567rpm/m3/d,而水(shui)中标定(ding)的Kw=78.89rpm/m3/d,表1給(gěi)出不同(tóng)口徑和(hé)不同導(dao)程角下(xia)渦輪流(liú)量計固(gù)有儀表(biǎo)常數的(de)計算值(zhí)。
3渦輪(lún)流量計(jì)在多相(xiàng)流中的(de)響應實(shi)驗
實驗(yàn)在以空(kōng)氣柴油(yóu)和水爲(wei)介質的(de)三相流(liú)動模拟(nǐ)裝置中(zhōng)進行,透(tou)明的井(jing)簡内徑(jìng)爲125mm,流體(ti)全部集(ji)流後進(jìn)入🧡流量(liàng)☔計。實驗(yan)發現,總(zǒng)🐇流量相(xiàng)等,但流(liu)動密度(dù)不等的(de)實驗,K0值(zhí)變化較(jiào)大;流動(dòng)密度相(xiàng)等,總流(liú)量不等(deng)的實驗(yan),K0值♍變化(huà)較小(圖(tu)3)。多相流(liu)動中渦(wo)輪♋儀器(qì)常數🥰校(xiào)正因子(zǐ)Ck與流動(dong)密度ρn之(zhī)間的統(tong)計關系(xi)爲Ck=ρ0.5。
4多相流(liu)流量測(ce)量
由于(yu)機械加(jia)工及安(an)裝工藝(yì)等方面(mian)的原因(yin),按渦輪(lún)流量計(jì)❄️固有儀(yí)表常數(shù)設計的(de)渦輪,必(bi)須在水(shui)中标🈲定(dìng)後才能(néng)使用，設(shè)水中标(biāo)定的渦(wō)輪儀表(biǎo)常數爲(wei)Kw,則✉️通過(guò)上述理(li)論計算(suàn)和實驗(yan)，歸納總(zǒng)結出渦(wō)輪流量(liàng)🛀計在多(duo)相流動(dòng)中的✔️響(xiǎng)應方程(cheng)爲:
Q=N/K+q.(3)
K=Kw+K0(ρn0.5-1)(4)
式中(zhōng)Kw---爲水中(zhōng)标定的(de)儀表常(chang)數
如果(guo)用全集(ji)流型渦(wo)輪流量(liàng)計測得(de)渦輪轉(zhuan)數N,在标(biao)準計量(liàng)裝置上(shang)通過标(biāo)定獲得(dé)Kw和q,結合(hé)輔助參(cān)數ρn就可(kě)以用公(gong)式(3)計算(suan)出多相(xiang)流總量(liàng)。用(3)式在(zai)油.井的(de)油、氣、水(shui)多相流(liú)流量測(ce)量中得(de)到了實(shí)際應用(yong),計算誤(wu)🏃🏻♂️差在5%以(yǐ)内。
5結論(lun)
通過理(li)論計算(suan)和多相(xiang)流實驗(yan)，總結出(chu)了渦輪(lún)流量計(jì)儀器常(cháng)數❄️在多(duō)相流動(dòng)中的實(shí)驗關系(xi),結合理(lǐ)論和實(shí)驗,給㊙️出(chū)了用渦(wō)輪流量(liang)計測量(liàng)多相流(liu)總流量(liàng)🍓的半經(jing)驗半理(li)論關系(xi)式，實際(jì)應用證(zheng)明該方(fang)法可行(háng)。
本文來(lái)源于網(wǎng)絡,如有(yǒu)侵權聯(lian)系即删(shān)除！