[提要]通過(guò)實驗研究，闡明(ming)了粘度對玻璃(li)轉子流量計
的(de)影響，歸納出aν/a-Re、a'/a-v及(ji)Qv'-v三種粘度修正(zhèng)方法，以及這三(sān)種修正方法的(de)計算、應用和優(you)缺點比較。
一、概(gai)述
玻璃轉子流(liu)量計屬于恒壓(ya)降儀表，其流量(liang)基本方⚽程式🈲，可(ke)用類㊙️似于孔闆(pan)的Q=aF√△P來表示。根據(ju)該表的工作原(yuan)理可知🚶♀️,被測介(jie)質粘度❗的變化(hua)，對它的流量指(zhǐ)示值有較大的(de)影響。這就是要(yào)進行玻璃轉子(zi)流量計粘度修(xiu)正的目的。
雖然(ran)流量計的結構(gou)參數、浮子形狀(zhuàng)等等有可能改(gǎi)善粘度㊙️對示值(zhí)的影響，但本文(wen)不作重點叙述(shu)，這裏就一定結(jie)構的儀表，通過(guò)實驗，歸納出幾(jǐ)種可行的粘度(dù)修正方法。這幾(ji)種方法的⛹🏻♀️應用(yòng)以及它們各自(zi)的優缺點，便于(yu)指導今後玻璃(lí)轉子流量計粘(zhan)度修正方法的(de)研究和實際應(ying)用。
二、試驗設備(bei)和試驗方法
1.試(shì)驗系統:
試驗是(shi)在系統精度分(fen)别爲±0.2%和±0.5%的水流(liu)量和油流量⛹🏻♀️試(shi)💋驗裝⁉️置🍉上進行(háng)的，二者均采用(yong)稱重法。整個試(shi)驗裝置🌈，基本上(shang)由水塔🔴(或油泵(bèng))，水池(或油池)、标(biao)準秤、控制台、計(ji)✂️時器、自動加砝(fa)碼器(或人工加(jiā)砝碼)、流量調節(jiē)伐、溫度計等部(bù)分組成，如圖🙇♀️一(yi)所示。
2.試驗參數(shu)
(1)水流量試驗:溫(wēn)度爲25~35℃,壓力<2kgf/cm-2,粘度(du)近似于1csto
(2)油流量(liang)試驗:采用30#機油(yóu)，油壓≤3kgf/cm2油溫爲29~70℃，大(da)緻分成30℃、40℃、50℃、70℃四檔，借(jie)以調節㊙️油的粘(zhan)度,粘度範圍15~70cst左(zuo)右。
30#機油的ρ(密度(dù))一t℃(溫度)及v(運動(dòng)學粘度)-t℃的曲線(xian)分别見圖二、圖(tu)三。
試驗方法是(shi)比較簡單的，将(jiāng)玻璃轉子流量(liàng)計先放在👄水流(liú)量💚試驗裝置上(shàng)，按錐管上的刻(kè)度，進行标定，得(dé)出每一📧刻度下(xia)的實際流量，然(ran)後再把它裝在(zai)油流量校🌈驗裝(zhuang)置上，按同樣的(de)刻度，标出不同(tong)粘度下的油的(de)實際流量。因爲(wèi)油的密度與水(shui)的密度不同✍️，所(suo)以還需按💔下述(shu)公式進行密度(du)修正，以消除密(mì)度不同造成的(de)示值誤差。
式中(zhong):
Q---浮子在某一刻(kè)度時的實際水(shuǐ)流量;
Q'---不考慮粘(zhān)度影響，隻是考(kǎo)慮由于介質(油(yóu))的密度與水不(bú)同，而換算成上(shang)述同一刻度下(xia)介質(油)的實際(ji)流量，即修💃🏻正後(hòu)的油🚶流量指示(shi)值;
ρ、ρt、ρ'_分别爲水、浮(fú)子材料及介質(zhì)(油)的密度。
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試驗(yan)用轉子流量計(ji)的規格品種見(jiàn)表1。
浮子形狀(見(jiàn)圖四所示)。
錐管(guan)形狀
錐管編号(hao)LZB25-01、LZB25一02、
LZB25--03、LZB25--04、LZB25--05的形狀見圖(tú)五。
錐管編号605、606的(de)形狀見圖六
三(san)、修正方法
經過(guo)上述試驗,得到(dao)一系列對應的(de)流量計刻度下(xià)的水🔴和粘性介(jiè)質(油)的實際流(liu)量,即可繪成修(xiu)正曲🐆線
該種修(xiū)正曲線，即以粘(zhān)性流體的流量(liàng)系數α´;與理想流(liú)體(沒有粘性的(de)流體,可用水來(lai)代替，以下均用(yòng)水作爲理想流(liú)體，不再另作說(shuō)明)的流量系數(shù)α之比作爲縱座(zuo)标，而以雷諾數(shu)Re作爲橫座标來(lai)描繪的。
雷諾數(shù)Re用下式表示:
式(shì)中:.
Q---某刻度值下(xia)介質的流量;
△F---某(mǒu)刻度值處浮子(zǐ)和錐管之間形(xíng)成的環隙面積(jī);
D--在某刻度值處(chù)錐管的内徑;
df一(yi)浮子的最大直(zhí)徑。
以(3)、(4)式代入(2)式(shì)，即
得到Re的最後(hou)表示式
粘度修(xiu)正系數應理解(jiě)爲密度相同的(de)粘性流體與理(lǐ)⭕想流體在🈲流量(liàng)計的同一刻度(dù)指示值下，它們(men)的實際流量值(zhí)之比，也即，修正(zhèng)系數Ɛ等于:
流體(tǐ)與理想流體在(zai)流量計同一刻(kè)度值下的實際(jì)流量之比💯。
上述(shù)式中:.
F一浮子的(de)最大截面積;
V一(yi)浮子的體積;
g一(yī)重力加速度。
理(li)解這一點很重(zhong)要，它可以幫助(zhù)我們在進行實(shí)際粘💔度修正㊙️試(shi)驗時，不必非去(qu)找兩種密度相(xiàng)同而一種是有(you)粘性的另一種(zhǒng)是沒有粘性介(jiè)質不可，而可以(yi)直接💰用水和另(ling)幾種有粘性的(de)介質來代替，在(zài)描繪曲線時不(bú)必考慮📞密度的(de)修正，隻要根💰據(ju)玻璃轉子流量(liang)計的基本公式(shì)，通過試驗,求出(chu)ai、a就行了。
這類修(xiū)正曲線如圖七(qi)。便如果知道了(le)某種介質流動(dòng)它的❗使用也方(fāng)北R.及此時浮子(zǐ)的指示流量的(de)，力下的雷諾數(shù)那末根據上
變(biàn),由于橫座标不(bu)用Re而用v，因此流(liu)體的流速或者(zhe)說流體流量的(de)💜影響和粘度的(de)影響及口徑的(de)影響，已💁不能用(yòng)單-的參量來表(biǎo)示。爲此，在描繪(hui)曲線時，必須考(kǎo)慮不同口徑♋和(hé)不同的流量🐇下(xià)(或者💚說浮子在(zài)不同的位置)av/a--v的(de)修正情💔況，這類(lèi)修正曲線的描(miao)繪如八🌏所示。
3.Q;-v修(xiū)正曲線
這類修(xiū)正曲線的縱座(zuo)标是以流量Q來(lai)表;示的(錐管.上(shang)的刻度流量)，整(zheng)個曲線的描繪(huì)是按錐管上的(de)刻度流☁️量(或浮(fu)子的位置)來區(qū)分的，也即一個(ge)刻度值有一條(tiáo)修正曲線。應該(gāi)🏃🏻注意的是，在描(miao)述粘性介質的(de)流量時，将粘性(xing)介🌐質的流量進(jìn)行密度修正後(hòu)，才能描述在曲(qǔ)線圖上。
即将測(ce)得的流量Q;按下(xià)式計算得到的(de)Q值描在曲線⛷️圖(tu)上。
如果粘性介(jiè)，質的密度與水(shui)是一樣的，那就(jiu)無需進行密度(du)修正，可以将得(dé)到的流量直接(jiē)描繪在曲線圖(tú)上。此類修正⛱️曲(qu)線😍見圖九。
這類(lèi)修正曲線在實(shí)際應用時相當(dāng)方便，隻要知道(dao)介質的粘度v和(he)浮子的刻度位(wèi)置,.立即可以從(cong)曲線上讀⁉️取它(tā)的流量Qi。如果
四(si)、修正方法的比(bi)較.
這三種修正(zhèng)曲線有它各自(zì)的特點，根據具(ju)體情況加以具(ju)😍體應用。α´v/a--Re修正曲(qu)線看起來是比(bi)較簡單的。一種(zhǒng)形狀的浮子幾(ji)乎:隻要-根修正(zhèng)曲線就能表示(shi)了，因爲橫座标(biāo)采⁉️用了雷諾數(shu)Re這一綜合性量(liang)，因此曲線的形(xing)狀将能綜合♍性(xing)的反映🚶有關參(cān)數如流量Q、粘度(du)v及尺寸等對粘(zhān)度修正🈲的影響(xiǎng)。另外也能非常(chang)方便的比較各(ge)種浮子的形狀(zhuang)和有關參數對(dui)粘🥵度修正的影(ying)響。因而這類曲(qu)線對于改進玻(bō)璃轉子流量計(jì)的設計，指導合(he)理的選擇流量(liang)計的結構參數(shu)，有着非常重要(yào)的意義，但作實(shí)際修正應用比(bǐ)較麻煩🌐，因雷諾(nuo)數Re中含有流量(liàng)Q，而Q又是未知量(liàng)。這種修正方法(fǎ)的另一個♍缺點(diǎn)是沒有考慮流(liú)量系數a受浮子(zǐ)的位置變化而(ér)有所變化這🔞一(yī)因素，因此，從實(shí)驗結果發現，繪(huì)制這類曲線時(shí)，粘度修正系數(shù)的分散性較🏃🏻♂️大(da)，在Re=0.5~250範圍内，最大(dà)的㊙️分散度可達(da)±5%左右。
α´v/a曲線是克(ke)服。α´v/a-Re的缺點而繪(huì)a制的。橫座标以(yǐ)v代替Re,故可不需(xū)預知要求的實(shí)際流量。但這種(zhǒng)修正曲線也不(bú)夠理想，因爲得(dé)到的修正數α´v/a不(bu)直觀地反映出(chu)變化的流量值(zhí)，尚需進行一系(xi)列的運算，才能(neng)求得實際流量(liang)。再說在繪制修(xiū)正曲線時，求取(qu)α´v/a一也是比較麻(ma)⛹🏻♀️煩的。此外,從圖(tú)五中也可看出(chu),在低粘度時，幾(ji)條曲線相彙于(yú)一起，因而查表(biǎo)精度🌈也不高。
至(zhi)于Q´v-v修正曲線，這(zhe)種方法在實際(ji)使用中是比較(jiao)方便的，它有制(zhì)作簡單、修正方(fāng)便、直觀易懂等(děng)特點，此外，因爲(wei)它是按照浮子(zǐ)的位置來描繪(huì)一族曲線的👄，所(suǒ)以考慮了浮🌐子(zǐ)位置✉️對粘度修(xiu)正的影響。根據(ju)對五台φ25mmA型浮子(zǐ)測試結果，最大(da)偏差(在同一🐪v值(zhí)下)爲±12開,故最大(dà)分散度約爲±2%。其(qi)中尚且包括了(le)😘由于測溫位❗暨(jì),得子的跳動和(he)試驗介質ρ-t℃比曲(qu)線等所造成的(de)誤🏃🏻♂️差。這種方法(fǎ)的缺點是繪制(zhi)的粘度修正曲(qǔ)線多，工作量大(da)。
五、結論
玻璃轉(zhuǎn)子流量計的确(que)是一種對被測(ce)介質粘度比📞較(jiao)🥵敏感的♉儀表，因(yīn)此，粘度修正是(shi)必要的。但是粘(zhan)度🈚對示值的影(ying)響并不是完全(quan)-樣的,它除了與(yǔ)粘度本🐅身的大(da)小有關外,還與(yu)流量計口徑的(de)大小，流量的大(da)小及浮🐉子結構(gòu)型式和具體的(de)參數有關，表2、表(biao)3所列的試驗結(jié)果充分說明了(le)這一點，也就是(shi)說,正确💋的選擇(zé)浮子的形狀和(he)結構參數，,可以(yi)減小粘度對玻(bo)璃轉子流量計(ji)示值的影響，因(yīn)此如何合理的(de)選擇流量計浮(fú)子的形狀和設(she)計合理的結構(gòu)參數是需要進(jin)--步研究的，其次(cì)說明流量計的(de)結構和參數🥵如(ru)果選擇得較爲(wèi)合理的話，那末(mò)，粘度不大的流(liu)體，隻是對小口(kou)徑或小流量的(de)🔅示值才有影響(xiang)，較大口徑或較(jiao)大流量時，影響(xiǎng)不大，可以不必(bì)修正而仍能🔆保(bao)持在一😘定的精(jīng)度要求之内。
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