摘要:渦(wō)輪流量計 的精度(du)受被測介質及其(qi)運動粘度變化的(de)影響。使用體積流(liu)☀️量和儀表系數無(wu)法從變粘度實驗(yan)中取得形态-緻且(qie)可預測的标定結(jie)果。應用量綱分析(xī)導出雷諾數和斯(sī)特勞哈爾數作爲(wèi)描述渦輪流量計(jì)性能的無量綱參(can)數。通過改變丙二(er)醇-水溶液的體♍積(jī)濃度得到五個不(bu)同運動粘度的介(jiè)🔱質，分别用于标定(ding)一台DN25渦輪流量計(jì)。對比結果表明，不(bú)同粘度下的标定(ding)曲線在雷諾數小(xiao)🏃🏻‍♂️于7400區域出現分離(lí)，标定數據最大相(xiang)差0.9%。随着雷✊諾數增(zeng)加，儀表系數中軸(zhou)承阻滞部分的影(ying)響相對減小，标定(dìng)曲線簇由分散趨(qu)于聚攏，标定數據(jù)差異小于0.1%。葉片表(biǎo)面的流動邊界層(céng)發生層淌轉捩時(shi)阻力的突變導緻(zhi)标定曲線出現駝(tuo)峰，運動粘度越低(di)，駝峰趨于平緩。軸(zhóu)承阻滞中的靜态(tai)阻力部分是造成(chéng)相同雷諾數下儀(yí)表系數差🤩異的主(zhǔ)要原因，這種差異(yì)随雷諾數減小而(er)增加，所☂️以，當校準(zhun)介質和工作介質(zhì)的運動粘度有顯(xiǎn)著差異時，渦輪流(liú)量計要避免工作(zuò)在低雷諾🧑🏽‍🤝‍🧑🏻數區域(yu) 。
0引言
　　渦輪流量計(jì)是一種可靠的，用(yong)于測量流體流量(liàng)的儀表。石🏃🏻油、化工(gong)領域大量使用渦(wo)輪流量計測量輸(shu)運天然氣、燃料😄油(you)和烴類流體的流(liú)量，渦輪流量計的(de)精度對于涉及能(néng)源的貿易交接非(fēi)常重要。自從1790年ReinhardWoltman使(shi)用第一台渦輪流(liu)量計測量水流量(liang)👉以來，渦輪流量計(ji)經曆了許多變化(huà)和改進，仍然被認(ren)爲是一🏃‍♂️種準确且(qie)穩定的工業儀表(biao)",在👅穩定條件下， 液(ye)體渦輪流量計 的(de)精度可以達到0.1%， 氣(qì)體渦輪流量計 的(de)精度可以達到0.5%121。
　　通(tōng)常情況下，計量技(jì)術機構或校準實(shi)驗室使用某一📐種(zhǒng)流體(一般是水)校(xiào)準渦輪流量計，而(ér)實際被測🌈對象常(cháng)常是另外-一💰種介(jie)質。即使校準和工(gōng)作場合中使用同(tóng)一種介質，液🏃‍♀️體的(de)運動粘度易受溫(wēn)度變化影響，渦輪(lun)流量計性能會有(yǒu)較大的差異，需要(yao)增加額外的校準(zhun)工作。例如，在油品(pǐn)或烴🐆類介質的貿(mao)🙇🏻易交接中，如果更(gèng)換了管道中的介(jiè)質或介質的物性(xìng)發生較大變化，都(dōu)要對渦輪流量🔞計(jì)進行--次現場🎯重新(xin)校準。
　　以往的研究(jiu)表明，渦輪流量計(jì)在低粘度流體(1mm2/s及(jí)以下)和高粘度流(liú)體((50~100)mm2/s)下的标定曲線(xiàn)形态有很大不同(tong)✌️4。雖然對此已有很(hěn)多💯研究和報道[5),但(dan)粘度影響渦輪流(liu)量計性能的流體(tǐ)動力學機理仍未(wei)被完全理解161。已經(jīng)發表的渦輪流😘量(liàng)計物理模型大多(duō)基于動量和氣翼(yì)理論，但這些模型(xíng)都依賴于實🈲驗數(shù)據的修正，還沒有(yǒu)一個經過廣泛驗(yàn)證的物理模型能(néng)夠充分解釋渦輪(lún)流量計的輸出響(xiǎng)應以及标定曲線(xian)的變🏃‍♀️化細節。
　　近年(nian)來，借助計算流體(ti)力學(computationalfluiddynamics,CFD)模拟研究了(le)流量計内♍部的流(liu)場❄️，分析影響渦輪(lún)機流量計精度的(de)因素，通過優化結(jie)‼️構參數來提高流(liú)量計的性能。提出(chū)一種👣針對液體渦(wo)輪流量計葉輪的(de)多參數定量優化(hua)方法，以減少粘度(du)對傳感器特性的(de)影響。根👣據CFD軟件計(jì)📱算得到的流場信(xin)息解釋流體粘度(du)變化影響傳感🈲器(qì)性能的機制。在其(qí)提出的數值模型(xíng)中考慮了軸承阻(zu)力矩，通過CFD計算預(yù)測渦輪流量計的(de)性能。通過⛱️CFD模拟分(fen)析了，上遊整流件(jian)的結構參數對渦(wo)輪流量計性能的(de)影響，并提出💋了整(zheng)流件結構的優化(huà)方案🏃‍♂️。定義了一個(ge)表征葉輪葉片形(xíng)狀的結構參數，通(tong)過CFD模拟分析渦輪(lun)流量計内部流場(chang)，解釋葉片結構對(duì)其性能的影響機(ji)制。
　　上述研究都是(shi)基于轉子系統的(de)力矩平衡，通過改(gǎi)變流體物✂️性計算(suàn)相應的流場信息(xī)，進而得到流量計(jì)的輸出響應✔️。相較(jiào)而言，通過實驗研(yan)究儀表系數和标(biao)定曲線的演化規(gui)律，人們能夠更直(zhí)觀地了解儀表對(duì)實際工況的響應(yīng)。本文🥵基于動量方(fang)法的基本表達式(shi)，應用量綱分析導(dao)出雷諾數(Reynoldsnumber,Re)和斯特(tè)勞哈爾數(Strouhalnumber,Sn)作爲描(miao)☔述渦輪流量計性(xìng)能的無量綱參數(shù)。分别使用五🥰種運(yùn)動😍粘度((1.02~30)mm2/s)介質标定(dìng)一☎️台DN25渦輪流量計(jì)⁉️，實🔴驗數據揭示了(le)受粘度變化影響(xiǎng)的儀⛷️表系數在低(dī)雷諾數區域出現(xian)明顯差異，以及由(yóu)于層湍轉捩🏃🏻‍♂️時阻(zu)力變化所導緻的(de)駝峰形标定曲線(xiàn)在粘度影❓響下的(de)分布規律。
1研究對(duì)象及其出廠标定(ding)數據
　　圖1所示的是(shi)一台8個葉片的DN25渦(wō)輪流量計的轉子(zi)結構⭐。流量計☁️的量(liàng)程範圍是(0.6~12)m/h。爲了使(shi)該流量計适用于(yu)多種粘度介質，制(zhi)造商在出廠标定(ding)時使用五種烴類(lei)介質，标定結果用(yòng)體積流量qv和儀表(biao)系數K表示(如圖2所(suǒ)示)。相對于低粘度(du)介質，高粘度介質(zhì)((28~-788)mm2/s)下的儀表🌂系數與(yǔ)體積流量呈現高(gāo)度非線性。标定曲(qu)線随粘❌度的改變(bian)出現偏移，流量越(yue)小，偏移量越大，以(yi)運動粘度v=1.09mm2/s的儀表(biǎo)系數爲參考，體積(jī)流量qv=1.2m2/h時其餘四個(gè)粘👈度‼️的儀表系數(shù)分别偏移0.5%、2.6%、14.6%和50.3%，可見(jiàn)qv-K标定曲線并不适(shì)用，需要重新選擇(zé)兩個🈲參數分别代(dài)表來流的标準值(zhi)和流量計的輸出(chū)響應。爲此，對渦輪(lun)流量計物理模型(xing)的表達式作量綱(gāng)分析。
 
2量綱分析
　　作(zuò)爲體積流量的直(zhí)接體現，渦輪流量(liàng)計的旋轉角速💰度(dù)ɷ和🧡通💛過流量計區(qu)域的流速V成正比(bi)。理想情況下的流(liu)量計儀表系數Ki是(shi)一個常數，由流量(liàng)計的幾何形狀和(he)尺寸決定，與實際(jì)流量或流動狀态(tài)無關，即
 
　　式中,A是流(liú)量計葉片進口處(chù)的流道截面積，N是(shi)葉片數，qv是體積流(liú)量，r是葉片邊緣處(chu)的半徑和輪毂半(ban)徑☂️的均方根，即平(ping)均有效半徑，β是r對(dui)應的葉片角度。實(shi)際情況下，葉片受(shòu)到的♌阻滞力矩T,使(shi)轉子實際旋轉角(jiao)速度w低于理想角(jiao)速度ɷi，于是，實際儀(yí)表系數K.爲:
 
　　量綱分(fen)析的第一步是從(cóng)所研究方程中确(què)定合适的變量，第(dì)🆚二步是選擇π方程(cheng)的基本變量，第三(sān)步是确定每個π表(biǎo)達式中基本🍓變量(liang)的指數，最終确定(dìng)關鍵的無量綱參(can)數。式(3)中有f、qvr、B、ρ和Tr六個(gè)變量😍,.還有一個物(wù)性變量一動力粘(zhan)度μ隐含在方程中(zhōng)，動力粘度影響流(liu)量計流道中的速(sù)度剖面分布，以及(ji)流體沿葉片表面(miàn)和輪毂的流動阻(zǔ)力，所以，量綱分析(xī)需要使用🏃🏻七個變(biàn)量。
　　從式(3)中選擇的(de)第一個變量是頻(pin)率f,量綱單位是T';第(di)🍓二個🈲變🥵量👄是🌈流速(su)V,相對于體積流量(liang)q(包含面積單位🏃),流(liú)速是一🈲個更基本(ben)🐕的變量,量綱單位(wèi)是LT;第三個變量是(shì)平均有效半徑r,這(zhe)裏使用更容易确(que)定和标準化的流(liu)量計直徑D代替，量(liang)綱單位是L;第四個(gè)變量是葉片角度(dù)β,這裏使用一個簡(jiǎn)單的長度l代替,量(liàng)綱單位是L;兩個流(liu)體物性變量密度(du)p和動力粘度u,量綱(gāng)單位分别是ML-3和是(shì)ML-1T-1;最後一個👄變量是(shì)阻力矩T,量綱單位(wèi)是M.L2T-2。
　　七個選定的變(biàn)量中流速V、流量計(ji)的尺寸D和l決定了(le)儀表本身👌的性能(néng)。流體物性p、μ和阻力(lì)矩T;影響儀表的🈲實(shi)際性能。七個變量(liàng)包含三個量綱單(dān)位(L、M和T)，故選擇三個(ge)變🏃量(D、V和p)作爲基本(běn)變量。四個π方程(7個(gè)變量-3個量綱單位(wèi)=4個方程)如式💰(4)所示(shì)。
 
性能，故舍去。進一(yi)步轉化T2得到關于(yú)儀表系數K的斯特(tè)勞🈲哈爾☔數(Strouhalnumber,St)::
 
　　将雷諾(nuo)數作爲标定數據(jù)的橫坐标，代表标(biāo)準流量值，将❄️斯特(tè)勞哈爾數作爲标(biāo)定數據的縱坐标(biāo)，代表流量🛀🏻計對于(yú)标準流🈲量值的輸(shu)出響應。渦輪流量(liàng)計出廠标定數據(jù)的Re-St散點如圖3所示(shi)，流量計在不同粘(zhān)度介質下的輸出(chu)響應被重整爲一(yi)條和雷諾數有關(guān)的曲線，而且在一(yī)個阈值(Re=16400)以上，斯特(te)勞哈爾數變化範(fàn)圍小于0.5%。這意味着(zhe)，即使校準和工作(zuò)場合使用💯的介質(zhi)粘度不同，隻要雷(léi)諾數超過這個阈(yu)值，經過校準的流(liu)量計示值的不确(què)定度仍然比較低(dī)。
 
　　要指出的是，有些(xiē)制造商(特别是北(bei)美地區)還提供🎯了(le)以羅什科數(Roshkonumber,Ro,表達(dá)式如式(9)所示)爲橫(héng)坐标，斯特勞哈爾(er)數爲縱坐🔴标的通(tong)用粘度曲線(universalviscositycurve,UVC)14),
 
　　羅什(shi)科數是流體力學(xue)中描述振蕩流的(de)無量綱數，但是用(yòng)💁于描🈲述流量計的(de)性能缺乏明确的(de)物理意義，而且Ro-St通(tōng)用粘度曲線與📐Re-St曲(qǔ)線的形态也非常(cháng)相似，其優點是方(fāng)便儀表用戶使用(yong)。因爲羅什科數不(bú)包含體積流量，當(dāng)用戶😄已知介質的(de)運動粘度并且收(shōu)到渦輪流量計發(fā)出的頻率，由Ro-St通用(yòng)粘度曲線直接得(dé)到經過标♌定的儀(yi)表系數。對于關注(zhu)渦輪流量計性能(néng)的研究者、制❌造商(shang)以🌈及校準實驗室(shì)，Re-St曲線更加直觀，不(bu)僅含有明确🎯的物(wù)理意義，而且可📞以(yi)改善渦輪流量計(jì)标定結果的🧡可預(yù)測✊性和一緻性。
3實(shi)驗裝置與标定結(jié)果
3.1實驗裝置描述(shu)
　　某校準實驗室的(de)小型活塞式液體(ti)流量标準裝置以(yi)丙🆚二醇🐆-水溶液爲(wei)介質，将這台DN25渦輪(lún)流量計作爲期間(jiān)核查❗對象。裝置使(shi)用壓縮空氣驅動(dòng)的18L主動活塞作爲(wei)标準器(如圖4所示(shì))，最大❓流量260L/min,裝置的(de)擴展不确定度Ue=0.05%(k=2)。該(gāi)裝置有“運㊙️.行”和“返(fǎn)回”兩種操作模式(shì)。在“運🈚行”模式中，壓(yā)縮空氣被引入到(dào)氣腔，以恒定的速(sù)度推動活塞向右(yòu)移動，将介質排出(chū)液腔并通過被檢(jiǎn)流量計。光栅和線(xiàn)性編碼器負責确(que)定活塞的位移。當(dang)😄活塞完成一次行(háng)程後，進入“返回”模(mo)式😄。控制閥切換使(shǐ)壓縮空氣進入儲(chu)👉液罐，推動活塞向(xiàng)左移動，直🤞至液腔(qiāng)完全被介質填滿(man)💰。系統調整後，準備(bei)進行下🙇🏻一次檢測(cè)。
 
　　首先在運動粘度(du)v=2.9mm2/s下标定該流量計(ji)，按體積流量設定(ding)12個檢測點，所以每(měi)一點的雷諾數與(yǔ)出廠标定時雷諾(nuo)數有一-定偏差(小(xiǎo)于7%)。标定結果與流(liu)量計的出廠數據(jù)對比如🔱圖5所示，當(dāng)雷諾數小于8000，兩者(zhě)的偏差大于0.6%，最大(da)偏差爲1%;當雷諾數(shù)大于8000,兩者的偏差(cha)在0.1%以内。實驗結果(guo)表明，在流量計量(liàng)程的低區，即使使(shǐ)用粘度較低的介(jie)質，.出廠标定數據(ju)和實測結果的差(cha)異仍然較大。根據(ju)校準實驗室的工(gōng)💜作需求，配置了五(wu)種不同粘度的丙(bing)二醇-水.溶液(物理(li)性質如表1所示，實(shi)驗室環境溫度(21~23)°C),重(zhong)新标定流量計後(hòu),結果分别繪制成(chéng)Re-St曲線(如圖6所示)。不(bu)同粘度的标定曲(qǔ)線簇以🈲Re=7400爲界呈現(xiàn)出分散和聚攏🏒兩(liang)種特征，在聚攏區(qu)域，相同雷諾數下(xià)，不同粘度的标定(ding)數據兩兩之間的(de)差👈異小于0.1%;而在分(fen)散區域，最大相差(chà)達到0.9%。由圖3可知，在(zai)低雷諾數區域，斯(sī)特勞哈爾數随着(zhe)雷諾數減小急👌劇(jù)下降，那麽，不同粘(zhān)度的标定數據差(cha)異會越來越大。以(yi)下将結合渦輪流(liú)量計物理模型分(fen)析上述特征。
 
4分析(xi)與讨論
　　Lee等15116基于動(dong)量和翼面方法推(tuī)導出儀表系數的(de)表達式(式(2))。參考Wadlow1I關(guan)于渦輪流量計的(de)理論綜述，将阻滞(zhi)力💞矩表示爲基于(yu)角速度與體積流(liu)量之比的儀表系(xì)數形式，即T:/(rpq.2),(i代表r,D或(huo)B)。由于各種氣體的(de)動力粘度差異🙇🏻很(hen)小,Lee等人将模型應(ying)用于氣體渦輪流(liú)量計時，簡化了軸(zhóu)承阻力矩的影響(xiang)，并🐪且認爲軸承阻(zu)力矩在高雷諾數(shu)範圍🚶‍♀️内幾乎不變(bian)，于是式(2)僅包含流(liú)體粘性阻力矩Tp:
 
　　式(shi)中，S爲葉片表面積(ji)，系數Cp(Re)是儀表幾何(hé)參數和一個與雷(léi)諾數有關的無量(liàng)綱阻力系數Co(Re)的乘(chéng)積，而且，這🔴個無量(liang)綱阻力系數取決(jue)于葉片表面的流(liú)動邊界層是層❄️流(liú)還是湍流，當發生(shēng)層湍轉捩時，葉片(pian)表面摩擦阻力🔴急(ji)劇變化🥵。忽略軸承(chéng)阻滞後，流✏️體對轉(zhuǎn)子的粘性阻滞🆚隻(zhi)和雷諾數有關，所(suo)以在變粘度實驗(yàn)中，.Lee的原始模🔴型☎️無(wú)法解釋流量計的(de)标定數據爲何在(zài)相同的雷諾數下(xià)存在差異，并且🔞形(xing)成分散的曲線簇(cu)。
　　Pope等18進一步擴展了(le)Lee模型，将阻滞力矩(jǔ)Tr分成施加在轉子(zǐ)✍️.上的流體粘性阻(zǔ)力矩TD和軸承阻力(li)矩TB，其中軸承阻力(li)矩Ti包含三部分:(1)與(yu)轉子轉速無.關的(de)軸承靜态㊙️阻力矩(jǔ)⁉️(CB0);(2)幾乎随轉子轉速(su)線性增加的軸承(chéng)粘性阻力矩(Capvo);(3)随轉(zhuǎn)子轉速的平方增(zeng)加的，由軸向推力(li)和轉子系統的動(dòng)态不平衡引起的(de)阻力矩(Cr2ɷ²),其中CBi,(i=0,1,2),是儀(yí)表🐪特定常數，令CBo/r2=CBi,得(dé)到:
 
　　式(12)~式(15)表明，在流(liú)體粘性和軸承阻(zu)滞的作用下，渦輪(lun)‼️流量計的實際儀(yi)表系數不僅取決(jue)于雷諾數，而且🈲受(shou)到密度、體積流量(liang)，運動粘度以及轉(zhuǎn)速的影響，對👅于同(tong)一雷諾數，存在多(duō)個儀表系數與🤩之(zhi)對應，所以标定曲(qu)線簇出現分散。盡(jin)管随着雷諾數增(zēng)加，式(13)~式(15)所代表的(de)軸承阻滞趨于減(jiǎn)小，但是轉子轉速(sù)也在增加，需要結(jie)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼合實驗數據分析(xī)🔱軸承阻滞中三個(ge)部分的變化趨勢(shi)，尋找導緻曲線簇(cù)分散的主要原因(yīn)。(1)圖7是不同運動粘(zhān)度的軸承靜态阻(zu)力部分随雷諾㊙️數(shù)的變化情況。雖然(rán)從式(13)可知其依賴(lài)于體積流量，但是(shi)實質.上,粘度差異(yi)引起軸承靜态阻(zu)力數據相互分離(li)，随着雷諾數平方(fang)級♈增加，軸承靜态(tài)阻力部😘分迅🌂速減(jiǎn)小，對曲線簇分散(san)所起的作用随之(zhī)迅速減弱。.
(2)如式(14)所(suǒ)示，将軸承的粘性(xing)阻滞拆分爲兩部(bù)分:如果第📐一🏃部⭐分(fèn)✂️o/qv成比例，各個運動(dong)粘度下的粘性阻(zu)滞将沿同一條‼️曲(qǔ)線随雷💃🏻諾數遞減(jian)，否則，會出現多條(tiáo)随雷諾數遞減的(de)㊙️曲線。圖🌈8所示的散(san)點及其拟:合曲線(xiàn)方程表明，各個運(yun)動粘度下的✉️軸承(chéng)粘性阻滞沿着一(yi)條近似于雷諾數(shu)倒數的路徑遞減(jian)☁️，沒有出現明顯的(de)散點分離，因而軸(zhou)承粘性阻滞不是(shì)導緻曲線簇分散(sàn)的主要原因。
(3)圖9所(suǒ)示的是軸承阻力(li)中由于動态不平(píng)衡引起的阻滞，這(zhe)✊部🏒分阻滞由于運(yùn)動粘度的不同存(cun)在明顯的差異，由(you)于該項随着角速(sù)度的平方而增加(jiā)，所以差異不會随(suí)着雷諾數增加而(er)減少。最終Re-St圖中曲(qǔ)線簇趨于聚攏，說(shuō)明這🚩部分阻滞作(zuo)用占比很小。在高(gāo)雷諾數區域，不同(tong)粘度标定曲線之(zhi)間存在的差異仍(reng)然保留了🔞這部分(fèn)軸承阻滯🥰的作用(yong)。
 
　　由上述分析可知(zhi)，軸承阻滞中的靜(jìng)态阻力部分在不(bu)同粘度下的差異(yi)是造成曲線簇分(fen)散的主要原💰因，分(fèn)散特✉️征需🍉要具備(bei)兩個條件:第一，除(chú)了雷諾數以外，軸(zhou)承阻滞各分項㊙️中(zhōng)還存在受其他因(yīn)素(例如，運動粘度(dù)🐇)影響的成分:第二(er)，由于軸承阻滞始(shi)終随雷諾數增加(jia)而遞減，隻有那些(xie)不受雷諾數抑制(zhi)的😄部分得以保🐆留(liú)🆚其對分散特征❗的(de)貢獻。
　　需要指出的(de)是，圖6中Re=7400處的數據(jù)同時承載了兩方(fang)面的信息💃🏻:一方面(miàn)，分散的曲線簇在(zai)雷諾數達到7400後聚(jù)攏于-一個狹窄的(de)區域,表明軸承阻(zu)滞在不同粘度下(xia)的差異趨于減小(xiao)，其🧑🏽‍🤝‍🧑🏻在儀表系數中(zhōng)的作.用降低，僅和(he)雷諾🧡數有關的流(liu)體粘性阻滞成爲(wei)影響儀表系數的(de)主要部分;另-.方面(miàn)✨v=2.9mm2/s的标定曲線在Re=7400形(xíng)成駝峰，駝峰的形(xíng)成與流動狀态有(you)關[19，直接影響渦輪(lún)流量計在有效測(cè)量範圍的線性度(dù)。5個粘度下的标定(dìng)數據覆蓋了層流(liu)、湍流💰、和層-湍過渡(dù)區域。若以v=30mm2/s标定曲(qu)線作爲層😘流的代(dai)表，以v=1.02mm2/s标定曲線作(zuo)爲湍流的代表㊙️，将(jiāng)4020≤Re.≤10000視爲層流向湍流(liu)過渡區域。根據式(shì)(10),待定系數C(Re)和流動(dong)阻力有關，層湍轉(zhuan)捩時🌍，流動阻力突(tū)增導緻儀表系數(shu)下降，标定曲線出(chū)現駝峰✂️。Griffths和Silverwoodl2)通過锉(cuò)掉葉片後緣的棱(leng)🈲角改變後緣輪廓(kuò)，提高葉片的🐉旋轉(zhuan)速度，使儀表系數(shù)上升，逐🏒漸消除駝(tuó)峰，這是因爲流動(dong)邊🌍界層分離點位(wei)置發生變化導緻(zhì)阻力減少。由式(12)和(hé)🈲(13)可知,在相同的雷(lei)諾數下，介質運動(dong)粘度越大，相應👉的(de)儀表系數越大，高(gao)粘度介質的标定(ding)曲線位于低粘度(dù)介質的标定曲線(xiàn)之上。由于曲線簇(cù)随着雷諾👅數增加(jia)趨于聚攏，各條标(biāo)定🧑🏽‍🤝‍🧑🏻曲線在層湍轉(zhuǎn)捩後，都将回落到(dao)v=2.9mm2/s曲線的駝峰點以(yi)下，所以，低粘度介(jie)質的🐕标定曲線的(de)☀️駝峰曲率比高粘(zhan)度介質小，而且發(fā)生層湍轉捩時的(de)雷諾數更高。實驗(yàn)中，量程💰的上限是(shì)12m³/h,v=30mm2/s标定曲線沒有觀(guān)察到明顯的層湍(tuan)轉捩，而v=1.02mm2/s标定曲線(xiàn)在量程的下限0.6m³/h時(shí)已經是湍流狀态(tài)了，這兩條标定曲(qǔ)線都沒有駝峰，于(yú)是，可以将Re=7400作爲該(gai)流量計的特征駝(tuo)峰點🛀🏻雷諾數🥰。
由前(qián)述分析可知，盡管(guǎn)通過優化葉片或(huo)轉子系統的結構(gòu)減緩😘甚至消除駝(tuó)峰，能有效改善儀(yí)表的線性度，但是(shi)，因爲軸承靜态阻(zǔ)力部分僅受介質(zhi)的運動粘度✨和密(mi)度影響，優化結構(gou)無法減弱标定曲(qu)線的分離，所以，當(dang)校準介質和工作(zuò)介質的💞運動粘度(dù)🔴有顯著差異時，不(bú)能使用❄️特征駝峰(feng)點雷諾數以下的(de)标定結果。
5結論
　　當(dang)液體渦輪流量計(jì)的校準介質和工(gong)作介質不同，或者(zhě)因溫💰度🔆變化導緻(zhì)兩者的運動粘度(du)差異較大，若以體(ti)積流量🔆作爲計量(liàng)單位，渦輪流量計(jì)會表現☁️出顯著的(de)性能差異。應用量(liang)綱分析，從渦輪流(liú)量計的儀表系數(shu)表達式中導出雷(lei)⛷️諾數和特勞哈爾(er)數作爲描述渦輪(lun)流量計标定曲線(xiàn)的無量綱數，一台(tái)DN25渦輪流量計㊙️的出(chu)廠标定數據被重(zhòng)整爲一條⭕Re-St标定☎️曲(qu)線。按照某校準🍓實(shi)驗室的實際工作(zuò)需求，配置了五種(zhǒng)不同粘度的丙🌈二(èr)醇-水溶液作爲🎯校(xiao)準介質，重新标定(ding)該流量計。不同粘(zhan)度的标定曲線在(zài)低雷諾數區域有(you)顯著差異，标定點(diǎn)數據兩兩之🧑🏽‍🤝‍🧑🏻間最(zuì)大相差0.9%，随着雷諾(nuò)數增加，差異🆚減小(xiǎo)至0.1%以下。分析結果(guǒ)表明，軸承阻滞在(zài)不同粘度下的差(cha)👉異導緻曲線分離(li)，其中軸承的靜态(tài)阻力是主要.因素(su)，随着雷諾數增加(jiā)，軸承阻滞對儀表(biǎo)系數的影響減少(shao)，曲線簇由分散轉(zhuan)爲聚攏。軸承阻滞(zhì)中，由軸向推力和(he)轉子系統🤞的動态(tai)不平衡引起的阻(zǔ)滞效應也會導緻(zhì)标定曲線的分離(lí)，且不受雷諾數的(de)抑制，因而曲線🌈簇(cù)始終🐇保留着少部(bù)分分散特征。
　　以往(wǎng)的研究通過優化(hua)轉子系統的外型(xíng)和結構，減小阻力(li)👉，提高轉速，增加小(xiǎo)流量下的儀表系(xì)數，從而提高儀表(biao)的線性度21。标定曲(qu)線出現駝峰是因(yin)爲随🔞着流速的增(zeng)加，葉片表面流動(dòng)邊界層🔴由層流向(xiàng)湍流轉捩時阻力(lì)突增，作爲一種優(you)化渦輪流量計性(xing)能的方法,改變葉(ye)片的結🧡構輪廓能(néng)夠減緩駝峰，從而(ér)提高儀表的🆚線性(xìng)度，但是不🏃‍♀️能減弱(ruò)多粘度标定曲線(xian)簇的分散特😘征。所(suo)以，當校準介質和(hé)工作介質的運動(dòng)粘度有顯著🌈差異(yi)時，渦輪流量💃🏻計⛱️要(yào)避免工作在軸承(cheng)🌏阻滞作用顯著的(de)低雷諾數區域。特(tè)别是當介質的運(yun)動粘😄度較大(例如(ru)文中v≥13mm2/s)導緻渦輪流(liu)量計主要運行在(zai)特征駝峰點雷諾(nuò)數以下，如果輸運(yun)🐆管道中介質發生(sheng)了改變或工作溫(wen)度有較大差異，應(yīng)當配置流量标準(zhun)裝置對渦輪流量(liang)☂️計進行一次現場(chang)重新校準。

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