摘要:爲了(le)了解流體(ti)黏度對渦(wō)輪流量計(ji) 特性曲線(xian)的影響，采(cai)用同一流(liu)量計分别(bie)在四種不(bu)同黏度下(xià)進行實驗(yàn)，通過大量(liang)實驗數據(ju)比對找出(chū)流體黏度(dù)變化對渦(wo)輪流量計(ji)特性曲線(xian)、線性度的(de)具體影響(xiǎng)，進而指導(dao)相關人員(yuán)在工業計(ji)量中正确(que)使用該流(liu)量計，保證(zheng)工業計量(liang)的準确性(xìng)和可靠性(xìng)。
　　随着我國(guó)工業的不(bú)斷發展，科(kē)學技術的(de)不斷進步(bu)，渦輪流量(liang)計作爲速(su)度式流量(liang)計的典型(xing)代表，被廣(guǎng)泛應于貿(mao)易結算、醫(yi)療衛生、環(huán)境保護、科(ke)學研究等(děng)重大領域(yù)。由于許多(duo)用戶對該(gāi)流量計的(de)參數及計(jì)量概念不(bú)太了解，所(suǒ)以經常錯(cuo)誤地認爲(wei)渦輪流量(liang)計在同一(yī)種介質不(bú)同黏度下(xià)，線性度、系(xi)數也是一(yi)樣的，從而(ér)出現了測(ce)量數據與(yǔ)真實數據(ju)相差甚遠(yuan)的情況。
1原(yuan)理結構及(jí)概念
　　渦輪(lún)流量計利(li)用置懸流(liu)體中葉輪(lún)感受流體(ti)的平均流(liu)速而推導(dǎo)出被測流(liu)體的瞬時(shí)流量和累(lei)積流量，一(yi)般由葉輪(lún)、導流器、永(yong)久磁鋼、感(gan)應線圈、前(qián)置放大器(qì)等部分組(zǔ)成。渦輪流(liú)量計的結(jie)構如圖1所(suǒ)示。

(1)流體黏(nián)度。由于流(liú)體流動時(shí)内部會産(chan)生.魔擦，所(suo)以各層的(de)速度是不(bu)同的，在相(xiang)鄰層的接(jiē)觸面存在(zai)一對等值(zhí)反向的力(li)，速度較快(kuài)的流層帶(dai)動速度較(jiào)慢的層，使(shi)之加快速(sù)度，速度較(jiao)慢層阻滞(zhì)較快層，使(shǐ)之減速，這(zhè)種阻滞力(lì)稱爲内摩(mó)擦力,而流(liú)體黏度是(shi)内摩擦的(de)量度，是流(liú)體反抗形(xing)變的能力(lì)"。各類流體(tǐ)的黏度不(bu)一，對于一(yi)般流體,黏(nian)度是溫度(du)與壓力的(de)函數。文中(zhong)提到的黏(nián)度均爲運(yun)動黏度，單(dan)位爲cSt,1cSt=10-6m2/s。
(2)系數(shu)。儀表系數(shù)K是指單位(wei)體積的流(liú)體.通過流(liu)量計發出(chu)的脈沖數(shù)，單位爲L-1,計(ji)算公式如(rú)下:

　　式中:Kij爲(wei)第i檢定點(diǎn)第j次檢定(ding)時的系數(shu)，L-1;Nij爲第i檢定(dìng)點第j次檢(jian)定時的流(liu)量計顯示(shi)儀表測得(de)的脈沖數(shu);Vij爲第i檢定(ding)點第j次檢(jian)定時标準(zhǔn)裝置測得(de)的實際體(tǐ)積，L;β爲檢定(dìng)用液體在(zài)檢定狀态(tài)下的體膨(péng)脹系數;(?s)ij、(?m)ij,分(fèn)别爲第i檢(jiǎn)定點第j次(ci)檢定時标(biao)準裝置和(he)流量處的(de)液體溫度(dù)℃;K爲檢定用(yòng)液體在檢(jiǎn)定狀态下(xia)的壓縮系(xì)數;(ps)ij、(pm)ij分别第(di)i檢定點第(di)j次檢定時(shí)标準裝置(zhi)和流量處(chù)的液體表(biǎo)壓力，Pa;n爲每(měi)點檢定次(ci)數;
(Ki)max爲流量(liàng)計在流量(liang)檢定點得(dé)到的Ki中的(de)最大值;(Ki)min爲(wèi)流量計在(zai)流量檢定(dìng)點得到的(de)K中的最小(xiao)值。
(3)線性度(dù)。在規定條(tiáo)件下，渦輪(lún)流量計校(xiào)準曲線與(yǔ)拟合直線(xiàn)間的最大(da)偏差與滿(mǎn)量程輸出(chu)間的百分(fen)比稱爲線(xian)性度。該值(zhí)越小，表明(míng)線性特性(xing)越好。計算(suan)公式如下(xià):

式中:E爲流(liu)量計的線(xiàn)性度。
2檢測(cè)設備及條(tiáo)件
(1)大氣壓(yā):101818Pa。
(2)介質:航空(kong)潤滑油。
(3)檢(jian)定裝置:航(háng)空潤滑油(you)流量标準(zhǔn)裝置。
3實驗(yan)數據及分(fen)析
　　根據上(shàng)述檢測設(she)備及條件(jiàn)，按照JJC1037-2008《渦輪(lun)流量計檢(jiǎn)定規程》，在(zài)四種不同(tóng)黏度下各(gè)檢定5個點(dian)，每點檢定(ding)3次，得到的(de)數據如表(biǎo)1~表4所示，數(shu)據表中的(de)頻率、流量(liàng)、溫度、系數(shu)均爲每點(diǎn)檢定3次各(ge)自的平均(jun1)值。由表1得(dé)到儀表線(xian)性度爲8.9%，儀(yi)表系數爲(wèi)528.61L-1;由表2得到(dào)儀表線性(xìng)度爲6.3%，儀表(biǎo)系數爲553.89L-1;由(yóu)表3得到儀(yí)表線性度(dù)爲2.6%，儀表系(xì)數爲596.18L-1;由表(biao)4得到儀表(biao)線性度爲(wèi)2.2%，儀表系數(shu)爲622.44L-1。


　　由于流(liú)體具有黏(nian)性，所以滑(huá)油在通過(guò)流量計時(shi)産生黏滞(zhì)阻力矩。從(cong)表1~表4可看(kan)出，滑油黏(nián)度從93.24cSt-+52.14cSt-+16.28cSt-→+7.16cSt變化(hua)時，渦輪流(liú)量計的系(xì)數(528.61L-1-→553.89L-1->596.18L-1-→622.44L-1)、線性度(dù)(8.9%-+6.3%-→2.6%→2.2%)都在逐步(bù)發生明顯(xian)的變化。當(dang)流量計的(de)黏度最大(dà)爲93.24cSt時(數據(jù)表1)，整個流(liú)量計的線(xian)性度隻有(yǒu)8.9%，根本無法(fa)使用，要想(xiang)達到使用(yong)要求隻有(yǒu)縮小量程(chéng)。通過觀察(chá)、計算發現(xiàn)，隻有流量(liang)爲2.8990~4.1497m3/h時，線性(xing)度爲(575.86-569.50)/(575.86+569.50)x100%=0.56%，才滿(man)足JJG1037--2008《渦輪流(liu)量計檢定(dìng)規程》允許(xǔ)的最大誤(wù)差1.0%，也就是(shì)說隻有在(zài)這兩點範(fàn)圍内使用(yong)，這個流量(liàng)計才算是(shì)合格的。當(dang)黏度變小(xiao)爲7.16cSt時，線性(xìng)度範圍則(zé)變寬，流量(liàng)爲1.0196~4.0465m3/h時，線性(xing)度爲(631.96-620.88)/(631.96+620.88)x100%=0.88%，完全(quan)符合規程(cheng)最大允許(xǔ)誤差。
　　另外(wai)，從表1~表4均(jun1)可看出，流(liú)量計黏度(du)的變化對(duì)流量最小(xiǎo)點影響也(ye)比較大，在(zai)四種不同(tóng)黏度下，系(xì)數都在流(liu)量最後一(yi)點時發生(sheng)了明顯的(de)下降;而且(qie)黏度最大(dà)爲93.24cSt時，系數(shu)從524.93L-1變爲481.35L-1，系(xi)數下降了(le)43.58L-1;黏度爲7.16cSt時(shi)，系數從620.88L-1變(biàn)爲608.97L-1,系數僅(jin)下降了11.91L-1。從(cóng)中可看出(chū)，随着黏度(du)的變小，對(dui)流量計下(xià)限的影響(xiang)也越來越(yue)小。黏度變(biàn)化對渦輪(lun)流量計特(te)性曲線的(de)影響如圖(tú)2所示。圖2中(zhong)特性曲線(xiàn)從下至上(shang)依次對應(yīng)表1、表2、表3和(hé)表4，儀表系(xi)數随着黏(nian)度的升高(gāo)而下降，用(yong)于較高黏(nian)度時，儀表(biao)系數與流(liu)量之間不(bú)再保持線(xiàn)性關系，因(yin)此，渦輪流(liu)量計測量(liang)高黏度時(shi)，必須根據(ju)黏度和流(liú)量進行修(xiu)正。圖2中特(tè)性曲線的(de)拟合公式(shì)爲:
y4=-5.0312x2+28.554x+596.52
y3=-3.1937x2+21.843x+573.19
y2=-8.474x2+57.668x+492.15
y1=-12.385x2+83.129x+441.24

　　用于測量(liàng)液體的渦(wō)輪流量計(ji)，生産廠所(suo)給的儀表(biao)系數K通常(cháng)是用常溫(wēn)水标定的(de)，黏度隻有(you)1cSt，爲了保證(zheng)測量的精(jing)度，必須注(zhu)意被測流(liú)體黏度對(duì)流量計特(te)性的影響(xiǎng)(”。實驗表明(míng)，當液體黏(nian)度大于15x10-6m2/s時(shí)，即使同一(yī)流量計同(tong)一介質，測(ce)量誤差也(yě)會明顯增(zeng)大，所以必(bì)須盡量在(zai)接近的工(gong)作條件下(xià)重新标定(ding)，從而減小(xiao)誤差。
4結束(shù)語
　　随着流(liu)體黏度的(de)變化，流量(liàng)計的系數(shù)、線性度都(dou)會發生變(biàn)化，黏度越(yuè)大，線性度(du)範圍越小(xiao)。同時黏度(du)變化對特(tè)性曲線的(de)下限流量(liang)影響最大(dà),影響随着(zhe)流量的增(zeng)大而減小(xiao)。大量實驗(yan)數據表明(míng),口徑越大(dà)的流量計(ji)，黏度變化(huà)對線性的(de)影響越小(xiao);口徑越小(xiao)，影響越大(dà)。

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