摘(zhai)要:爲(wei)了解(jie)決氣(qi)體渦(wo)輪流(liu)量計(ji) 在不(bu)同溫(wen)度下(xia)出現(xian)計量(liang)偏差(cha)，特别(bie)是在(zai)極限(xian)溫度(du)-25℃下，計(ji)㊙️量偏(pian)差尤(you)其嚴(yan)重的(de)問題(ti)，通過(guo)對比(bi)試驗(yan)與數(shu)據分(fen)析發(fa)現:①在(zai)不同(tong)溫度(du)下，渦(wo)輪流(liu)量計(ji)的示(shi)值誤(wu)差曲(qu)線是(shi)不同(tong)🔞的，基(ji)本㊙️變(bian)化爲(wei)🙇🏻随着(zhe)溫度(du)的降(jiang)低，示(shi)值誤(wu)差會(hui)從正(zheng)偏差(cha)轉爲(wei)負偏(pian)🈲差，小(xiao)流量(liang)表現(xian)明顯(xian);②通過(guo)選用(yong)抗低(di)溫潤(run)滑油(you)能夠(gou)極大(da)改善(shan)低溫(wen)計量(liang)性能(neng)負偏(pian)差😘，基(ji)本解(jie)決低(di)溫下(xia)計量(liang)不合(he)格問(wen)🏃‍♂️題。
　　天(tian)然氣(qi)作爲(wei)一種(zhong)清潔(jie)、低排(pai)放的(de)高效(xiao)能源(yuan)，已在(zai)我國(guo)大規(gui)模地(di)發展(zhan)，與之(zhi)相關(guan)的天(tian)然氣(qi)流量(liang)計也(ye)在各(ge)行各(ge)業中(zhong)得到(dao)廣泛(fan)應✉️用(yong)。氣體(ti)渦輪(lun)流量(liang)計作(zuo)爲天(tian)然氣(qi)流量(liang)計量(liang)的一(yi)種表(biao)具☁️，使(shi)用量(liang)👣越來(lai)越大(da)，使㊙️用(yong)環境(jing)也是(shi)越來(lai)越複(fu)雜，從(cong)炎熱(re)的海(hai)南到(dao)寒冷(leng)的🤟齊(qi)齊哈(ha)爾都(dou)有大(da)量使(shi)用🥰。氣(qi)體渦(wo)輪流(liu)🐇量計(ji)有較(jiao)好🌏的(de)穩定(ding)性和(he)重複(fu)性，但(dan)北方(fang)地區(qu)有用(yong)戶反(fan)映經(jing)過溯(su)源後(hou)的💁儀(yi)表開(kai)💋始使(shi)用正(zheng)常，在(zai)天氣(qi)變冷(leng)後渦(wo)輪流(liu)量計(ji)的計(ji)量出(chu)現了(le)計量(liang)不準(zhun)确的(de)情況(kuang)。通常(chang)情況(kuang)下，氣(qi)體渦(wo)輪流(liu)量計(ji)的工(gong)作範(fan)圍較(jiao)寬，一(yi)般情(qing)況下(xia)溫度(du)變化(hua)對計(ji)量性(xing)能的(de)影響(xiang)較小(xiao)。但在(zai)北方(fang)地區(qu)冬季(ji)的低(di)溫環(huan)境的(de)确影(ying)響到(dao)了氣(qi)體渦(wo)輪流(liu)量㊙️計(ji)的計(ji)量性(xing)能，從(cong)而容(rong)易在(zai)使用(yong)🏃🏻的過(guo)程中(zhong)産生(sheng)計量(liang)、貿易(yi)結算(suan)的糾(jiu)紛。
1驗(yan)證氣(qi)體渦(wo)輪流(liu)量計(ji)在不(bu)同溫(wen)度下(xia)的計(ji)量性(xing)能
　　爲(wei)了更(geng)好地(di)了解(jie)氣體(ti)渦輪(lun)流量(liang)計在(zai)不同(tong)環境(jing)下的(de)計量(liang)性🌂能(neng)，一套(tao)可以(yi)檢定(ding)渦輪(lun)流量(liang)在不(bu)同溫(wen)度🐅和(he)濕度(du)下的(de)計量(liang)性能(neng)的标(biao)準表(biao)法氣(qi)體流(liu)量檢(jian)定裝(zhuang)置。該(gai)裝置(zhi)的基(ji)本原(yuan)理爲(wei):①将被(bei)檢流(liu)量計(ji)放置(zhi)在可(ke)調整(zheng)溫度(du)和濕(shi)度的(de)實驗(yan)艙中(zhong)，而标(biao)準流(liu)量計(ji)放置(zhi)在恒(heng)溫恒(heng)濕車(che)間，溫(wen)度💛在(zai)20℃左右(you)，再通(tong)過管(guan)道和(he)熱交(jiao)換器(qi)與被(bei)檢流(liu)量計(ji)相連(lian)接;②流(liu)量計(ji)的瞬(shun)時流(liu)量通(tong)過變(bian)頻器(qi)控制(zhi)，實現(xian)穩📱定(ding)流量(liang)的運(yun)行;③通(tong)過采(cai)集⚽系(xi)統分(fen)别采(cai)集被(bei)檢流(liu)量計(ji)和标(biao)準流(liu)量的(de)脈沖(chong)信号(hao)、壓力(li)值、溫(wen)度值(zhi);④最後(hou)🈚，通過(guo)中心(xin)控制(zhi)系統(tong)進行(hang)統✍️一(yi)控制(zhi)、計算(suan)，從而(er)輸出(chu)檢定(ding)結果(guo);⑤設備(bei)的準(zhun)确度(du)等👅級(ji)通過(guo)标準(zhun)表、壓(ya)變、溫(wen)變等(deng)計量(liang)相關(guan)的設(she)備溯(su)源以(yi)及傳(chuan)遞表(biao)的比(bi)對，驗(yan)證該(gai)裝置(zhi)滿足(zu)試驗(yan)的要(yao)求。
　　不(bu)同溫(wen)度氣(qi)體渦(wo)輪流(liu)量計(ji)的計(ji)量性(xing)能試(shi)驗方(fang)法:選(xuan)擇3台(tai)‼️DN80的氣(qi)㊙️體渦(wo)輪流(liu)量計(ji)在-25℃、-10℃、5℃、30℃、55℃溫(wen)度下(xia)進行(hang)測試(shi)。
3台流(liu)量計(ji)檢定(ding)數據(ju)轉化(hua)爲線(xian)性如(ru)圖1。
 
從(cong)以上(shang)數據(ju)的線(xian)性圖(tu)看，得(de)出結(jie)論:
1)氣(qi)體渦(wo)輪流(liu)量計(ji)計量(liang)性能(neng)受環(huan)境溫(wen)度的(de)影響(xiang)。
2)同台(tai)流量(liang)計在(zai)相同(tong)的流(liu)量點(dian)下，随(sui)着溫(wen)度越(yue)低，流(liu)量計(ji)量示(shi)值誤(wu)差負(fu)偏就(jiu)越大(da);溫度(du)越高(gao)，流量(liang)計示(shi)值誤(wu)㊙️差正(zheng)偏就(jiu)越大(da)。
3)高溫(wen)下的(de)示值(zhi)誤差(cha)影響(xiang)小于(yu)低溫(wen)下的(de)示值(zhi)誤差(cha)影響(xiang)。
4)流量(liang)計在(zai)大流(liu)量條(tiao)件下(xia)，影響(xiang)比較(jiao)小，基(ji)本滿(man)足計(ji)量性(xing)能💜。
2影(ying)響因(yin)素分(fen)析
2.1氣(qi)體渦(wo)輪流(liu)量計(ji)的工(gong)作原(yuan)理
　　氣(qi)體渦(wo)輪流(liu)量計(ji)由整(zheng)流器(qi)、葉輪(lun)、計量(liang)芯組(zu)件、油(you)泵磁(ci)❗耦合(he)、機械(xie)計數(shu)器、低(di)頻脈(mo)沖發(fa)生器(qi)、殼體(ti)及體(ti)積修(xiu)正儀(yi)組成(cheng)，如🔴圖(tu)2爲機(ji)械💘結(jie)構圖(tu)。工作(zuo)原理(li):當氣(qi)流進(jin)人流(liu)量計(ji)時，首(shou)先經(jing)過獨(du)立機(ji)芯的(de)前導(dao)流體(ti)并🏃‍♀️加(jia)速。在(zai)流體(ti)的作(zuo)用下(xia)，由于(yu)渦輪(lun)葉片(pian)與流(liu)體流(liu)向成(cheng)一定(ding)角度(du)，此時(shi)渦輪(lun)産生(sheng)轉動(dong)力矩(ju)😍，在渦(wo)輪克(ke)服🔴阻(zu)力矩(ju)和摩(mo)擦力(li)矩後(hou)開始(shi)轉動(dong)。當諸(zhu)力矩(ju)達到(dao)平衡(heng)時，轉(zhuan)速❤️穩(wen)定。渦(wo)輪轉(zhuan)動角(jiao)速度(du)與氣(qi)體工(gong)況流(liu)速成(cheng)線性(xing)關系(xi)，并由(you)高💚頻(pin)信号(hao)模塊(kuai)輸出(chu)🈲與工(gong)況體(ti)積流(liu)量成(cheng)正比(bi)的脈(mo)沖信(xin)号，與(yu)壓🔞力(li)、溫度(du)傳感(gan)器所(suo)檢🐇測(ce)的壓(ya)力、溫(wen)度信(xin)号一(yi)起輸(shu)出給(gei)體積(ji)修正(zheng)儀進(jin)行計(ji)算處(chu)理，可(ke)實.現(xian)瞬時(shi)流量(liang)和累(lei)積總(zong)量的(de)計量(liang)，加溫(wen)度和(he)壓力(li)補償(chang)時可(ke)實現(xian)标準(zhun)狀态(tai)的瞬(shun)時流(liu)量和(he)累積(ji)總🚩量(liang)的計(ji)量。

 
2.2計(ji)量性(xing)能的(de)影響(xiang)因素(su)
　　根據(ju)氣體(ti)渦輪(lun)流量(liang)計的(de)計量(liang)原理(li)、計算(suan)公式(shi)，分析(xi)在不(bu)同🈚溫(wen)度💁下(xia)，影響(xiang)計量(liang)性能(neng)的變(bian)量有(you)哪些(xie)，以便(bian)更好(hao)地找(zhao)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼到根(gen)本原(yuan)因。詳(xiang)細的(de)公式(shi)和分(fen)析如(ru)下:
1)流(liu)量與(yu)頻率(lü)的方(fang)程:
 
式(shi)(1)中:qv一(yi)瞬時(shi)流量(liang),m³/h;f一脈(mo)沖頻(pin)率,
Hz;K一(yi)儀表(biao)系數(shu)，m-3。
2)渦輪(lun)流量(liang)計的(de)數學(xue)模型(xing):
 
　　式(2)中(zhong):Z一渦(wo)輪葉(ye)片數(shu);θ一流(liu)體流(liu)動方(fang)向與(yu)葉片(pian)的夾(jia)😘角;r一(yi)葉片(pian)的平(ping)均半(ban)徑;A一(yi)流通(tong)截面(mian)積;ρ一(yi)流體(ti)密度(du);Trm一機(ji)械摩(mo)😄擦阻(zu)🙇‍♀️力矩(ju);Trf一流(liu)體對(dui)渦輪(lun)的阻(zu)力矩(ju)。
由公(gong)式(1)與(yu)公式(shi)(2)得到(dao):
 
　　當理(li)想狀(zhuang)态時(shi)，Trm=0，Trf=0,計量(liang)性能(neng)僅與(yu)儀表(biao)結構(gou)參數(shu)有關(guan)，與🈲流(liu)量變(bian)♈化無(wu)關，儀(yi)表系(xi)數爲(wei)一常(chang)數。
　　當(dang)低溫(wen)條件(jian)下，計(ji)量準(zhun)确度(du)出現(xian)偏移(yi)，儀表(biao)系數(shu)産✔️生(sheng)⚽變化(hua)，說🐆明(ming)💔Trm，Trf不爲(wei)零，所(suo)以低(di)溫性(xing)能的(de)主要(yao)影響(xiang)因素(su)是摩(mo)擦🔱阻(zu)力矩(ju)。而摩(mo)擦💋阻(zu)力矩(ju)主要(yao)有:軸(zhou)承、軸(zhou)、軸承(cheng)的潤(run)滑油(you)等在(zai)高低(di)溫情(qing)況♻️下(xia)的機(ji)械形(xing)變及(ji)性能(neng)的變(bian)化🙇‍♀️。因(yin)此，主(zhu)要研(yan)究内(nei)容如(ru)下:
a)通(tong)過選(xuan)擇同(tong)一種(zhong)軸承(cheng)，在不(bu)同溫(wen)度下(xia)，對有(you)油與(yu)無油(you)軸承(cheng)性能(neng)🈚的變(bian)化給(gei)渦輪(lun)流量(liang)計帶(dai)來的(de)計量(liang)性能(neng)影響(xiang)進👌行(hang)研究(jiu)。
b)通過(guo)采用(yong)同一(yi)種軸(zhou)承，在(zai)不同(tong)的溫(wen)度下(xia)，對不(bu)同潤(run)滑油(you)性👉能(neng)🌈的變(bian)化給(gei)渦輪(lun)流量(liang)計帶(dai)來的(de)計量(liang)性能(neng)✍️影響(xiang)進行(hang)研究(jiu)。
3.1試驗(yan)一
3.1.1方(fang)案
　　該(gai)方案(an)的目(mu)的是(shi)爲驗(yan)證氣(qi)體渦(wo)輪流(liu)量計(ji)中的(de)軸承(cheng)有無(wu)油的(de)條件(jian)下的(de)不同(tong)溫度(du)下的(de)計量(liang)性能(neng)。
　　采用(yong)目前(qian)性能(neng)較穩(wen)定的(de)、選擇(ze)性能(neng)一緻(zhi)的軸(zhou)承，以(yi)消除(chu)軸🏃承(cheng)間性(xing)能差(cha)别所(suo)帶來(lai)的影(ying)響，對(dui)1号潤(run)滑油(you)⚽進行(hang)以下(xia)兩組(zu)比對(dui)試驗(yan)，每組(zu)兩台(tai):
1)常油(you):即對(dui)軸承(cheng)的油(you)脂不(bu)做任(ren)何處(chu)理，試(shi)驗該(gai)流量(liang)計在(zai)-25℃、-10℃、+5℃、+20℃、+30℃、+55℃下的(de)計量(liang)示值(zhi)誤差(cha)及重(zhong)複性(xing)。
2)無油(you):清洗(xi)軸承(cheng)使其(qi)沒有(you)油脂(zhi)，試驗(yan)該流(liu)量計(ji)在-25℃、-10℃、+5℃、+20℃、+30℃、+55℃下(xia)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻的計(ji)量示(shi)值誤(wu)差及(ji)重複(fu)性。
3.1.2測(ce)試數(shu)據
結(jie)論:從(cong)圖3無(wu)油與(yu)常油(you)的比(bi)對測(ce)試中(zhong)發現(xian):
1)無油(you)時，低(di)溫對(dui)計量(liang)影響(xiang)較小(xiao)，計量(liang)示值(zhi)誤差(cha)滿足(zu)設計(ji)要求(qiu)。
 
2)常油(you)的流(liu)量計(ji)測試(shi)結果(guo)，小流(liu)量負(fu)偏嚴(yan)重，影(ying)響較(jiao)大。
3)軸(zhou)承中(zhong)的油(you)是導(dao)緻低(di)溫性(xing)能負(fu)偏的(de)重要(yao)因素(su)。
3.2試驗(yan)二
3.2.1方(fang)案
　　該(gai)方案(an)的目(mu)的是(shi)爲驗(yan)證氣(qi)體渦(wo)輪流(liu)量計(ji)采用(yong)2号和(he)3号油(you)👨‍❤️‍👨後，不(bu)同溫(wen)度下(xia)的計(ji)量性(xing)能。
　　采(cai)用目(mu)前性(xing)能較(jiao)穩定(ding)的、選(xuan)擇性(xing)能一(yi)緻的(de)軸承(cheng)，以消(xiao)除軸(zhou)❤️承間(jian)🎯性能(neng)差别(bie)所帶(dai)來的(de)影響(xiang)，通過(guo)對2号(hao)和3号(hao)潤滑(hua)油🌈進(jin)行以(yi)下兩(liang)組比(bi)對試(shi)驗，每(mei)組兩(liang)台:
1） 清(qing)洗軸(zhou)承使(shi)其沒(mei)有油(you)脂，再(zai)添加(jia)2号潤(run)滑油(you)，在常(chang)溫下(xia)運行(hang)2h,保證(zheng)加油(you)後的(de)軸承(cheng)性能(neng)滿足(zu)要求(qiu)，試驗(yan)該✉️流(liu)量計(ji)在-25℃、-10℃、+5℃、+20℃、+30℃、+55℃下(xia)的✂️計(ji)量示(shi)值📧誤(wu)差及(ji)重複(fu)性，結(jie)果如(ru)圖4。

 
2)清(qing)洗軸(zhou)承使(shi)其沒(mei)有油(you)脂，再(zai)添加(jia)3号潤(run)滑油(you)，在常(chang)溫♋下(xia)運行(hang)☂️2h，保證(zheng)🍉加油(you)後的(de)軸承(cheng)性能(neng)滿足(zu)要求(qiu)，試驗(yan)該流(liu)量計(ji)在-25℃、-10℃、+20℃、+55℃下(xia)的計(ji)量👄示(shi)值✏️誤(wu)差及(ji)重複(fu)性，結(jie)果如(ru)圖4。
3.2.2測(ce)試數(shu)據
結(jie)論，從(cong)圖4的(de)比對(dui)測試(shi)中發(fa)現:
1)不(bu)同特(te)性的(de)油對(dui)氣體(ti)渦輪(lun)流量(liang)計的(de)計量(liang)示值(zhi)誤差(cha)不同(tong)。
2)通過(guo)使用(yong)3号油(you)來潤(run)滑，基(ji)本滿(man)足設(she)計要(yao)求。
4總(zong)結
　　通(tong)過以(yi)上試(shi)驗結(jie)果分(fen)析，發(fa)現氣(qi)體渦(wo)輪流(liu)量計(ji)受溫(wen)度影(ying)響的(de)程度(du)不盡(jin)相同(tong)，主要(yao)表現(xian)爲:相(xiang)同低(di)溫下(xia)流量(liang)越小(xiao),負誤(wu)差就(jiu)越大(da);相同(tong)流量(liang)下溫(wen)度越(yue)低，負(fu)誤差(cha)越大(da);高溫(wen)下相(xiang)同流(liu)量下(xia)，溫度(du)越高(gao)，正誤(wu)差就(jiu)越大(da)，但🔞整(zheng)體在(zai)合格(ge)範圍(wei)之内(nei)。通過(guo)試驗(yan)分析(xi)，氣體(ti)渦輪(lun)流量(liang)計需(xu)要潤(run)滑劑(ji)潤，滑(hua)才能(neng)長時(shi)間的(de)正常(chang)工作(zuo)，在低(di)溫下(xia)會出(chu)現渦(wo)輪潤(run)滑油(you)低溫(wen)性能(neng)不好(hao)，導緻(zhi)黏度(du)變化(hua)⛱️較大(da)，阻🍉力(li)增強(qiang)，降低(di)低溫(wen)下渦(wo)輪軸(zhou)承的(de)旋轉(zhuan)速率(lü)，從而(er)引起(qi)小流(liu)量受(shou)溫♍度(du)影響(xiang)較大(da)的情(qing)況。從(cong)圖4的(de)數據(ju)看，使(shi)用抗(kang)低溫(wen)潤滑(hua)油可(ke)以從(cong)一定(ding)程度(du)上解(jie)決此(ci)類問(wen)題的(de)發生(sheng)，保證(zheng)氣體(ti)渦輪(lun)流量(liang)計的(de)🆚誤差(cha)在合(he)格範(fan)圍之(zhi)内。
　　在(zai)實際(ji)低溫(wen)極限(xian)條件(jian)下的(de)影響(xiang):①會對(dui)氣體(ti)渦輪(lun)流量(liang)🏃🏻計的(de)機械(xie)性能(neng)産生(sheng)一定(ding)的影(ying)響，這(zhe)是不(bu)能忽(hu)略的(de)。儀表(biao)生産(chan)企業(ye)，應當(dang)充分(fen)考慮(lü)到這(zhe)種極(ji)限條(tiao)件，在(zai)機械(xie)結構(gou)設計(ji)時降(jiang)低低(di)溫🥰對(dui)機械(xie)部件(jian)的影(ying)響;②管(guan)道會(hui)産生(sheng)冰渣(zha)、冰顆(ke)粒,對(dui)渦輪(lun)流量(liang)計造(zao)成沖(chong)擊🈲、卡(ka)死等(deng)。建議(yi):①廠家(jia)應提(ti)供适(shi)當的(de)抗低(di)溫潤(run)滑油(you)，用戶(hu)在使(shi)用時(shi)也應(ying)當按(an)時加(jia)注符(fu)合要(yao)求的(de)專業(ye)潤滑(hua)油;②在(zai)0℃以下(xia)的管(guan)㊙️道應(ying)該增(zeng)加一(yi)些伴(ban)熱設(she)備，保(bao)證管(guan)道溫(wen)度不(bu)會太(tai)低🐉，最(zui)好不(bu)要低(di)于0℃。

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