摘要:多工(gōng)況下渦輪(lún)流量計 标(biāo)定曲線之(zhi)間的差異(yi)性問題一(yi)直受到儀(yi)表研究者(zhe)的關注。在(zai)天然氣貿(mào)易交接過(guo)程中,渦輪(lun)流量計在(zai)常壓空氣(qi)下的檢定(dìng)結論和标(biāo)定數據能(neng)否應用于(yu)高壓工況(kuang)一直存在(zai)争議。爲了(le)對比多工(gōng)況下渦輪(lún)流量計的(de)标定曲線(xiàn),使用高壓(ya)空氣環道(dao)流量标準(zhun)裝置，在1.6~5.0MPa之(zhī)間3個工作(zuò)壓力下對(dui)渦輪流量(liàng)計進行了(le)标定,3條标(biāo)定曲線在(zài)低雷諾數(shu)區域出現(xiàn)明顯的分(fèn)散,标定數(shù)據最大相(xiang)差0.65%。随着雷(léi)諾數增加(jiā),3條标定曲(qu)線逐漸接(jie)近，最終标(biao)定數據之(zhi)間的差異(yi)不超過0.2%。應(ying)用渦輪流(liu)量計物理(li)模型的函(han)數形式分(fen)析并解釋(shì)了标定曲(qǔ)線簇的形(xíng)态。結果表(biǎo)明，軸承阻(zu)力是導緻(zhi)标定曲線(xian)分散的原(yuan)因,而随着(zhe)雷諾數的(de)增加，僅和(he)雷諾數有(you)關的流體(ti)粘性阻滞(zhi)力矩逐漸(jian)成爲阻滞(zhi)力矩的主(zhǔ)要部分，因(yin)而多個工(gong)況下标定(ding)曲線趨于(yu)聚合。變粘(zhān)度液體渦(wo)輪流量計(jì)的标定實(shi)驗也可以(yǐ)觀察到類(lei)似的曲線(xiàn)簇形态,這(zhè)表明标定(ding)曲線的分(fen)散與聚合(hé)和流體的(de)運動粘度(dù)有關。标定(ding)曲線的聚(jù)合減弱了(le)工況條件(jian)引起的物(wù)性變化對(duì)渦輪流量(liàng)計精度的(de)影響，如果(guǒ)渦輪流量(liàng)計能夠在(zai)高雷諾數(shu)下保持良(liáng)好的線性(xìng)度,就可以(yǐ)将其很好(hǎo)地應用于(yu)多工況的(de)測量工作(zuo)。
0引言
　　現代(dai)化生産、油(yóu)氣貿易、醫(yi)療衛生等(děng)衆多領域(yù)要求準确(què)測量流動(dong)介質的流(liu)量。渦輪流(liú)量計因其(qi)計量精度(dù)高，重複性(xìng)好,耐高壓(ya),很強的抗(kang)幹擾能力(li)，測量範圍(wei)寬印等優(you)點被廣泛(fan)應用。自1790年(nian)ReinhardWoltman發明第一(yī)台渦輪流(liú)量計以來(lai).流量計制(zhi)造商和儀(yi)器儀表科(kē)研院所在(zài)提高渦輪(lun)流量計測(cè)量性能方(fāng)面作了大(da)量的工作(zuò)。改進葉輪(lun)葉片的結(jié)構、尺寸和(he)材質,優化(hua)傳感器性(xìng)能一直都(dōu)是渦輪流(liu)量計的研(yan)究重點。
　　渦(wo)輪流量計(ji)的缺點之(zhī)一是需要(yao)定期(一般(ban)爲兩年)校(xiao)準以保持(chi)其測量準(zhun)确性;另一(yi)個缺點是(shì),即使在标(biāo)定和使用(yòng)過程中都(dōu)使用同一(yī)介質,由于(yú)工況條件(jian)(壓力，溫度(dù)，粘度)改變(biàn)引起的物(wu)性變化對(dui)渦輪流量(liàng)計精度有(yǒu)不同程度(du)的影響,技(ji)術人員不(bu)得不針對(dui)現場工況(kuàng)增加額外(wài)的校準工(gōng)作。例如，在(zai)石油、天然(ran)氣的貿易(yì)交接中,一(yi)旦管道中(zhong)的物質或(huo)物性發生(shēng)明顯變化(huà)，需要在現(xiàn)場重新标(biao)定渦輪流(liu)量計。又如(rú),爲了使渦(wō)輪流量計(ji)适用于多(duo)種粘性差(chà)異很大的(de)烴類燃料(liào),有的校準(zhun)實驗室維(wei)護着多個(gè)流量标準(zhǔn)裝置,每個(gè)裝置使用(yòng)不同粘度(du)的流體介(jie)質,有的校(xiao)準實驗室(shì)建立了以(yǐ)溶液配比(bǐ)調節或溫(wen)度調節爲(wèi)基本手段(duan)的變粘度(du)試驗台。 氣(qi)體渦輪流(liú)量計 制造(zao)商一般提(tí)供的是常(chang)壓空氣下(xia)的檢定或(huo)校準證書(shu)，檢定結論(lùn)或校準數(shù)據是否适(shì)用于城市(shi)管網和地(di)區輸配氣(qi)幹線_上的(de)中 高壓天(tiān)然氣渦輪(lun)流量計 一(yi)直存在争(zheng)議。因此，渦(wō)輪流量計(ji)在不同介(jiè)質,不同工(gōng)況下的标(biāo)定曲線存(cun)在差異受(shòu)到儀器儀(yí)表和流量(liàng)測量學術(shù)界的關注(zhù)。本文使用(yong)高壓空氣(qì)環道流量(liàng)标準裝置(zhi)标定渦輪(lún)流量計,獲(huo)得多個壓(yā)力工況下(xia)标定曲線(xian)簇的形态(tài)，通過一個(gè)渦輪流量(liang)計物理模(mó)型的函數(shù)形式爲不(bu)同工況下(xià)标定曲線(xiàn)的差異性(xìng)變化趨勢(shi)提供合理(li)的解釋。
1常(chang)壓空氣與(yu)高壓天然(ran)氣标定結(jie)果對比
　　2015年(nian)至2018年，上海(hǎi)市計量測(cè)試技術研(yán)究院使用(yong)常壓空氣(qì)流量标準(zhǔn)裝置(量程(cheng)2~4500m3/h,相對擴展(zhan)不确定Urel=0.16%,k=2))對(dui)32台進口渦(wō)輪流量計(jì)實施檢定(dìng),流量計入(ru)關前都經(jing)過德國國(guó)家高壓天(tian)然氣流量(liàng)标準裝置(zhi)(量程3~6500m³/h,相對(duì)擴展不确(que)定度Urel=0.12%,k=2)的實(shi)流标定。常(chang)壓空氣流(liu)量标準裝(zhuang)置的量值(zhi)溯源到中(zhong)國氣體流(liu)量國家基(ji)準，德國國(guó)家高壓天(tiān)然氣流量(liàng)标準裝置(zhì)使用的流(liú)量标準值(zhí)是荷蘭法(fa)國-德國協(xié)同參考值(zhí)(harmonizedreferencevalue)。根據流量(liang)計的型号(hào)規格以及(ji)标定時的(de)工況壓力(lì),将32台流量(liàng)計分爲4組(zǔ),對應的工(gōng)作介質及(ji)其物理性(xing)質如表1所(suo)示。标定數(shù)據經彙總(zǒng)整理後繪(huì)制成體積(ji)流量-誤差(cha)曲線，如圖(tú)1所示。
 
　　圖1所(suǒ)示的點對(duì)點誤差對(duì)比表明，對(duì)于不同的(de)流量計規(guī)格,兩個壓(ya)力工況下(xia)标定曲線(xiàn)之間的差(chà)異各不相(xiang)同,有的差(chà)異不大,例(lì)如圖1(c)所示(shì)的差距甚(shen)至小于0.2%;有(you)的差異超(chāo)過1%,且标定(ding)曲線的形(xíng)狀也完全(quan)不同,如圖(tú)1(d)所示。由于(yú)中德兩套(tao)标準裝置(zhi)均經過嚴(yán)格的量值(zhi)溯源、穩定(ding)性考核以(yǐ)及國家、地(di)域之間的(de)量值比對(duì),可以排除(chú)由于系統(tǒng)誤差導緻(zhì)的測量結(jié)果差異。通(tōng)過比較中(zhong)德兩套标(biao)準裝置的(de)介質物性(xìng)可知，即使(shǐ)介質的動(dòng)力粘度相(xiàng)近，高壓天(tian)然氣的密(mi)度與常壓(ya)空氣的密(mi)度存在數(shù)十倍的差(cha)異,因而以(yi)體積流量(liang)來對比兩(liang)個工況下(xia)的誤差不(bu)符合流動(dòng)相似準則(ze)的要求,即(jí)不具備可(ke)比性。
 
 
　　圖2所(suo)示爲。上述(shu)渦輪流量(liang)計基于雷(lei)諾數(Reynoldsnumber,Re)的誤(wu)差對比。由(you)于渦輪流(liú)量計一般(bān)是以體積(jī)流量标稱(chēng)其量程範(fàn)圍，轉化到(dao)雷諾數後(hòu)，常壓下雷(lei)諾數量程(chéng)與高壓下(xia)雷諾數量(liang)程存在間(jian)隔,兩個工(gong)況壓力相(xiàng)差越小，間(jian)隔區間越(yue)小，常壓雷(lei)諾數上限(xiàn)的誤差與(yǔ)高壓雷諾(nuò)數下限的(de)誤差越接(jie)近，圖2(b)與圖(tu)2(c)中兩者相(xiang)差分别爲(wei)0.24%和0.05%，可以認(ren)爲流量計(ji)的誤差幾(ji)乎随雷諾(nuò)數連續變(biàn)化。圖2中兩(liǎng)條誤差曲(qu)線沒有重(zhong)疊或交集(ji)，意味着流(liú)量計分别(bie)工作在不(bu)同的流動(dong)特征區域(yù)，無法進行(háng)常壓空氣(qì)與高壓天(tian)然氣之間(jian)的點對點(dian)誤差對比(bǐ)。因此，需要(yào)增加高壓(ya)空氣下的(de)标定實驗(yàn)。
 
 
 
2高壓空氣(qì)環道流量(liàng)标準裝置(zhì)
　　一台經過(guò)常壓空氣(qì)标定的DN100渦(wō)輪流量計(ji)分别在高(gāo)壓空氣環(huan)道流量标(biāo)準裝置(如(rú)圖3所示)和(he)德國國家(jiā)高壓天然(rán)氣流量标(biāo)準裝置(工(gong)作壓力5.1MPa)上(shang)接受标定(ding)。
 
　　高壓空氣(qi)環道流量(liàng)标準裝置(zhi)的量程爲(wèi)13~4000m³/h,相對擴展(zhan)不确定度(dù)U。=0.25%(k=2)，并聯使用(yong)一台DN80氣體(tǐ)容積式流(liú)量計(量程(chéng):13~250m³/h)，一台DN200渦輪(lun)流量計(量(liang)程:800~1600m³/h)和一台(tai)DN250渦輪流量(liàng)計(量程:130~2500m³/h)作(zuo)爲主标準(zhǔn)器。裝置通(tong)過高壓循(xun)環壓縮機(jī)驅動閉環(huán)回路中的(de)介質氣體(ti)實現所需(xu)的流量，工(gōng)作壓力調(diào)節範圍0.4~5.0MPa.系(xi)統外置制(zhi)冷機組和(he)循環冷卻(que)機，通過閉(bì)環回路中(zhōng)的熱交換(huàn)器将每次(cì)标定循環(huan)使用的氣(qì)體溫度變(biàn)化控制在(zai)0.2℃以内。此外(wài),裝置還配(pèi)備了超聲(sheng)流量計用(yong)于主标準(zhǔn)器的在線(xiàn)核查。
3結果(guo)與分析
3.1多(duo)工況下的(de)标定結果(guo)
　　4個工況下(xià)的标定結(jie)果如圖4所(suo)示，誤差棒(bang)用各個裝(zhuāng)置的相對(duì)測量不确(que)定度表示(shì)。0.1MPa常壓空氣(qì)的上限雷(léi)諾數和2.6MPa高(gāo)壓空氣的(de)下限雷諾(nuo)數比較接(jiē)近，各自對(dui)應的誤差(cha)相差0.24%。4個壓(yā)力工況(0.1.1.6、2.6和(he)5.1MPa)下的标定(ding)曲線包含(hán)3段明顯的(de)雷諾數重(zhòng)疊區域,區(qu)域内兩兩(liang)曲線之間(jian)的差異小(xiao)于0.2%，而且2.6MPa空(kong)氣與高壓(ya)天然氣(5.1MPa)的(de)标定曲線(xian)更爲接近(jin)，點對點差(cha)異甚至小(xiǎo)于0.1%。由于3個(ge)工況(常壓(yā)、高壓空氣(qi)和天然氣(qi))下的實驗(yan)相互獨立(li)，标定數據(ju)兩兩之間(jian)的差異小(xiao)于裝置間(jian)的合成擴(kuo)展不确定(ding)度，說明渦(wo)輪流量計(ji)标定曲線(xian)随雷諾數(shù)變化，而且(qie)随着工況(kuàng)壓力增加(jia)，标定曲線(xiàn)保持連續(xù)性延拓。當(dang)Re>2.95x104,各個工況(kuang)的标定數(shu)據之間的(de)差異不超(chāo)過0.30%，如圖4帶(dài)狀區域所(suo)示，且随着(zhe)雷諾數增(zeng)加,這種差(cha)異呈現出(chu)逐漸縮小(xiao)的趨勢，曲(qǔ)線也逐漸(jian)相互接近(jin)。基于渦輪(lun)流量計在(zài)高雷諾數(shù)區域表現(xian)出的這一(yi)特性，技術(shù)人員就能(néng)夠以較高(gao)的置信度(dù)估計出流(liú)量計在其(qí)他相近工(gong)況壓力下(xià)的誤差。
 
　　需(xu)要指出的(de)是，上述實(shi)驗是在流(liú)量計制造(zào)商限定的(de)體積流量(liàng)量程内進(jin)行,僅在部(bù)分雷諾數(shu)重疊區存(cun)在誤差的(de)點對點比(bǐ)較，爲了擴(kuo)大比較範(fàn)圍，有必要(yào)将标定實(shi)驗拓展到(dào)流量計量(liang)程的下限(xiàn)以下。爲此(ci)，在高壓空(kong)氣環道流(liu)量标準裝(zhuang)置的3個工(gōng)況(1.6.3.2.5.0MPa)下對一(yi)台DN150的渦輪(lún)流量計進(jin)行多點标(biāo)定，結果如(rú)圖5所示。
　　渦(wo)輪流量計(ji)在始動階(jiē)段需要克(ke)服機械阻(zǔ)力所産生(sheng)的制動轉(zhuǎn)矩，因而标(biāo)定曲線都(dōu)是從負偏(pian)差開始向(xiang)正偏差方(fang)向延伸。在(zài)雷諾數的(de)低區各個(gè)工況數據(jù)之間呈現(xian)出明顯的(de)分散性,且(qie)工況壓力(li)相差越大(dà)，分散性特(te)征越顯著(zhe),點對點誤(wu)差比較最(zuì)大相差約(yue)爲0.65%。随着雷(lei)諾數上升(shēng)，不同工況(kuàng)壓力下的(de)數據點逐(zhú)漸接近，趨(qu)于收斂，如(rú)圖5中兩條(tiao)輪廓虛線(xiàn)所示，最終(zhong)點對點誤(wu)差比較僅(jǐn)有0.1%的差異(yi)。
 
3.2渦輪流量(liang)計物理模(mo)型的函數(shu)形式
　　使用(yòng)不同粘度(du)液體的渦(wō)輪流量計(jì)标定實驗(yan)也可以觀(guan)察到标定(ding)曲線的分(fèn)散現象。例(lì)如，同一流(liú)量計在航(hang)空燃料(μ=1.2x10-6m2/s)和(he)液壓油(μ=16x10-6m2/s~100x10-6m2/s)下(xià)的标定曲(qu)線會相差(cha)0.6%~2.2%8每一種粘(zhan)度介質對(duì)應不同的(de)标定曲線(xiàn)，除非流量(liang)計在某個(ge)指定并且(qie)恒定粘度(du)的介質下(xià)工作，否則(zé)，用戶要想(xiang)獲得.正确(què)的測量結(jié)果，不得不(bú)依賴于變(bian)粘度試驗(yàn)台。爲了克(ke)服這個困(kùn)難，研究人(rén)員引入了(le)通用粘度(du)曲線(universalviscositycurve,UVC)回,使(shǐ)用儀表系(xì)數K,(單位體(tǐ)積流體通(tōng)過流量計(jì)時，流量計(ji)輸出的脈(mò)沖數)與ƒ/v(流(liu)量計輸出(chū)頻率與介(jie)質運動粘(zhan)度之比)的(de)關系繪制(zhi)标定曲線(xiàn)，該方法将(jiāng)體積流量(liang)qv用流量計(ji)輸出頻率(lǜ)f來表示，使(shi)用ƒ/v來歸并(bìng)體積流量(liang)和運動粘(zhan)度，如式(1)所(suo)示，通用粘(zhān)度曲線本(běn)質上反映(ying)了流量計(jì)靈敏度與(yǔ)雷諾數的(de)關系:
 
d是渦(wo)輪流量計(jì)的口徑。将(jiāng)不同粘度(du)下流量計(ji)的标定數(shù)據繪制在(zài)一張圖内(nèi),形成一條(tiao)平滑的标(biao)定曲線.那(na)麽該标定(ding)曲線就可(ke)以适用多(duo)種粘度,精(jing)度在+0.5%以内(nèi)。但是通，用(yong)粘度曲線(xian)僅适用于(yú)雷諾數相(xiàng)關區域,在(zài)該區域内(nei)渦輪流量(liàng)計的示值(zhi)誤差(或儀(yí)表系數)隻(zhī)與雷諾數(shù)有關,而在(zai)适用範圍(wéi)之外,就會(huì)出現随粘(zhan)度變化的(de)分散性特(tè)征。
　　從上述(shù)分析可知(zhī)，影響渦輪(lun)流量計精(jing)度的相關(guān)特性是介(jie)質的運動(dong)粘度,而不(bu)是動力粘(zhān)度。Lee等[10-41和Rubin等(děng)[12通過動量(liàng)和機翼理(lǐ)論确定了(le)流體阻力(li)矩,由于當(dang)時研究對(duì)象是氣體(tǐ)，在量程的(de)高區部分(fen),氣體動力(lì)粘度變化(hua)的影響很(hen)小，于是他(tā)們簡化了(le)軸承阻力(li)矩的影響(xiǎng)，并認爲其(qí)在所研究(jiū)的雷諾數(shù)範圍内保(bǎo)持不變,他(ta)們的标定(dìng)數據表明(ming),儀表系數(shu)是雷諾數(shu)的近似線(xiàn)性函數。當(dang)把Lee的模型(xíng)應用到液(ye)體時,卻無(wu)法解釋爲(wei)何在低雷(lei)諾數範圍(wéi),流量計在(zài)不同粘度(du)介質下的(de)标定曲線(xiàn)出現分散(san)。[13][14]Pope等和Wright等在(zai)研究丙二(er)醇水混合(he)物替代Stoddard輕(qīng)質礦物油(yóu)作爲渦輪(lún)流量計的(de)校準介質(zhi)時擴展.了(le)Lee模型.把軸(zhóu)承阻力矩(jǔ)引入對理(li)想流量計(jì)儀表系數(shu)K;(rad/m')的修正,将(jiang)基于角頻(pin)率o(rad/s)的流量(liang)計儀表系(xì)數Kw(rad/m2)表示爲(wei):
 
　　式(5)中4個含(han)待定系數(shu)的修正項(xiang)依次分别(bie)爲:流體阻(zǔ)力項，軸承(chéng)靜态阻力(lì)項，軸承粘(zhān)性阻力項(xiang),以及由于(yu)軸向推力(li)和轉子系(xì)統的動态(tai)不平衡引(yǐn)起的軸承(chéng)阻力項。最(zui)後一項影(ying)響很小，可(kě)以忽略不(bu)計。在研究(jiu)中高壓氣(qì)體渦輪流(liu)量計時考(kao)慮到軸與(yǔ)軸承之間(jian)的潤滑油(yóu)處于層流(liu)狀态，認爲(wèi)渦輪軸承(cheng)阻力矩與(yǔ)其渦輪旋(xuán)轉角速度(dù)呈一階線(xiàn)性關系,他(tā)們在“渦輪(lun)減速”實驗(yàn)中發現,軸(zhóu)承阻力對(duì)渦輪流量(liàng)計的影響(xiang)在低雷諾(nuò)數下尤其(qi)明顯,基于(yu)實驗數據(ju),提出了以(yǐ)下的模型(xing):
 
3.3分析與解(jie)釋
　　由式(5)~(7)可(ke)知,無論工(gōng)作介質是(shì)液體還是(shi)氣體，渦輪(lun)流量計的(de)标定誤差(cha)模型都包(bao)括兩部分(fen),僅和雷諾(nuò)數有關的(de)流體阻力(li)項,和體積(ji)流量qv有關(guan)的軸承阻(zǔ)力項。Lee的研(yan)究工作忽(hū)略了介質(zhi)的運動粘(zhan)度對軸承(chéng)阻力矩的(de)影響,按照(zhào)Lee的原始模(mó)型,隻要雷(léi)諾數相同(tong),無論動力(li)粘度(對于(yú)液體)、工作(zuò)壓力(對于(yú)氣體)如何(hé)變化，僅考(kǎo)慮流體粘(zhan)性阻力的(de)标定曲線(xian)一定不會(huì)出現分散(san),而軸承阻(zǔ)力項恰怡(yi)是造成曲(qu)線分散的(de)原因,對于(yu)液體介質(zhì)，不同的動(dong)力粘度導(dao)緻曲線分(fèn)散。對于氣(qi)體,需要進(jin)--步分析式(shì)(5)~(7)中的軸承(cheng)阻力項。由(you)式(1)可知，雷(léi)諾數通過(guò)運動粘度(dù)關聯體積(ji)流量,将式(shì)(5)~(7)中代表軸(zhou)承阻力項(xiang)的共有部(bu)分作如下(xià)變換:
 
　　由于(yú)氣體的動(dong)力粘度幾(jǐ)乎不随壓(ya)力變化，故(gù)軸承阻力(li)項和雷諾(nuò)數以及由(you)壓力引起(qǐ)的氣體密(mì)度有關,所(suo)以會出現(xian)對于同一(yi)個雷諾數(shù)，不同工作(zuo)壓力下的(de)标定數據(ju)存在顯著(zhe)差異,但是(shì)這一分散(san)性特征被(bei)限制在低(di)雷諾數區(qu)域，随着雷(lei)諾數的平(ping)方級增加(jia)趨于消失(shi),因而在高(gāo)雷諾數區(qu)域,多個壓(ya)力工況下(xia)的标定曲(qu)線逐漸聚(jù)合爲一條(tiao)僅和雷諾(nuò)數有關的(de)曲線(嚴格(ge)來說是,多(duō)條非常接(jie)近的标定(ding)曲線),此時(shi),流量計的(de)誤差僅受(shòu)流體粘性(xing)阻滞的影(yǐng)響,且工況(kuang)壓力越高(gao),氣體密度(du)越大,進入(ru)聚合區域(yu)時的雷諾(nuò)數也越大(da),或者,運動(dong)粘度越大(dà)的标定曲(qu)線越早進(jin)入聚合區(qū)。
　　在測量推(tuī)進系統的(de)液氫流量(liàng)過程中,爲(wei)了降低危(wei)險和實驗(yàn)成本,使用(yòng)高壓氮氣(qi)模拟液氫(qīng)标定一台(tái)1.5inch3渦輪流量(liang)計,實驗工(gōng)況及物性(xìng)參數如表(biǎo)2所示。
 
　　各個(ge)工況下的(de)标定曲線(xiàn)如圖6所示(shì)，試驗結果(guǒ)用儀表系(xi)數K,表示，原(yuán)技術報告(gao)是以水标(biao)定的儀表(biǎo)系數作爲(wei)參照,經歸(gui)--化處理後(hou)作爲縱坐(zuo)标,橫坐标(biao)是體積流(liu)量量程的(de)百分比,爲(wei)方便分析(xī),将标定數(shu)據轉爲圖(tú)7所示(橫坐(zuò)标以雷諾(nuò)數表示)。物(wu)性方面,58.9和(hé)78.9atm的高壓氮(dan)氣分别與(yǔ)液氫的密(mi)度和運動(dong)粘度很接(jie)近,所以标(biao)定結果對(dui)比符合流(liu)動相似準(zhun)則的要求(qiú)。6組标定數(shù)據在量程(cheng)的低區(<50%FS,Re<5x10')差(cha)異較大,标(biāo)定曲線呈(chéng)現出“扇形(xing)”特征，随着(zhe)雷諾數上(shàng)升,差異逐(zhu)漸減小“扇(shan)形”趨于收(shōu)斂。4個高壓(yā)氮氣(工況(kuang)壓力≥38.1atm)以及(jí)液氫的标(biao)定數據在(zài)量程的高(gao)區很接近(jin),5條标定曲(qu)線聚合于(yu)一個0.5%的區(qū)間(如圖7中(zhōng)帶狀部分(fèn)所示)。如果(guǒ)以該區間(jiān)作爲僅與(yu)雷諾數相(xiang)關的聚合(hé)域,4條高壓(ya)氮氣标定(ding)曲線随着(zhe)壓力的上(shàng)升，依次進(jin)入該區間(jiān)，正如前文(wen)的分析,工(gōng)況壓力越(yuè)高,進入聚(ju)合域所對(duì)應的雷諾(nuò)數也越大(dà)。
 

 
4結論
　　介質(zhi)的運動粘(zhan)度是影響(xiǎng)渦輪流量(liang)計精度的(de)重要因素(sù)。對于液體(tǐ)介質,一般(bān)通過改變(bian)溫度、改變(biàn)混合溶液(yè)的配比實(shi)現變粘度(du)的标定實(shí)驗,來研究(jiu)渦輪流量(liàng)計在多工(gōng)況下的标(biao)定曲線。對(duì)于氣體介(jie)質,往往是(shì)通過改變(bian)工作壓力(lì)來觀察标(biāo)定曲線的(de)差異。限于(yu)标準裝置(zhì)的功能和(hé)調壓能力(lì)。本文使用(yòng)常壓、中高(gāo)壓氣體流(liu)量标準裝(zhuang)置标定渦(wo)輪流量計(ji),實驗結果(guǒ)表明，與工(gong)況壓力有(yǒu)關的軸承(chéng)阻力導緻(zhì)對應的标(biāo).定曲線在(zai)低雷諾數(shù)區域存在(zai)顯著差異(yì),随着雷諾(nuò)數增加，差(chà)異減小，各(gè)條曲線趨(qu)于一個僅(jǐn)和雷諾數(shù)相關的聚(jù)合域，而且(qie)随着工況(kuàng)壓力的增(zēng)加,标定曲(qu)線保持連(lián)續性延拓(tuo)，于是,技術(shu)人員就能(neng)夠在雷諾(nuò)數重疊區(qu)域以較高(gāo)的置信度(du)估計出流(liú)量計在其(qi)他相近工(gōng)況壓力下(xia)的标定誤(wu)差。這有利(li)于減弱工(gong)況引起的(de)物性變化(huà)對渦輪流(liu)量計精度(du)的影響,一(yi)方面,如果(guo)制造商能(néng)夠在渦輪(lun)流量計的(de)高雷諾數(shu)區保持良(liang)好的線性(xing)度,那麽流(liú)量計就能(néng)以較高的(de)置信度适(shì)用于多個(ge)壓力工況(kuang)，而且中壓(yā)工況下的(de)标定曲線(xiàn)能夠以較(jiào)小的雷諾(nuò)數先于高(gao)壓工況進(jìn)入聚合域(yù),這有利于(yú)标準表法(fǎ)流量标準(zhun)裝置的選(xuǎn)型工作，另(lìng)一.方面,裝(zhuang)置的設計(ji)者需要避(bì)免标準流(liú)量計工作(zuo)在軸承阻(zǔ)滞效應顯(xiǎn)著的低雷(léi)諾數區域(yù)。
　　本文的實(shí)驗和引用(yòng)結果并沒(mei)有發現工(gong)作介質種(zhong)類的差異(yì)(例如天然(ran)氣和空氣(qì)，氮氣和液(ye)氫)對渦輪(lún)流量計的(de)标定結果(guo)有明顯的(de)影響。由于(yu)直排式高(gāo)壓天然氣(qì)流量标定(ding)裝置的成(cheng)本及安全(quán)性保護措(cuo)施投入非(fēi)常巨大,而(ér)高壓空氣(qì)環道氣體(tǐ)流量标準(zhǔn)裝置的優(you)點日益凸(tu)顯，德國聯(lian)邦物理技(jì)術研究院(yuan)已經批準(zhǔn)使用高壓(yā)空氣替代(dai)高壓天然(ran)氣進行貿(mào)易交接計(ji)量,并在多(duo)個校準機(ji)構實施,取(qu)得了很好(hao)的效果。我(wǒ)國儀器儀(yi)表科研院(yuan)所和計量(liang)技術機構(gou)都已經開(kai)始這方面(miàn)的研發工(gong)作[因，大批(pi)城市管網(wang)和地區輸(shū)配氣幹線(xiàn)上中高壓(ya)天然氣流(liú)量計将通(tong)過高壓空(kong)氣流量标(biao)準裝置得(de)到溯源，特(tè)别是涉及(ji)貿易結算(suàn)的渦輪流(liu)量計将能(neng)夠得到有(you)效的法制(zhi)監督和管(guǎn)理。

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