摘要(yao):本文簡單(dan)介紹了渦(wo)輪流量計(ji) 的工作原(yuán)理和動态(tài)特性通過(guo)實驗,找出(chu)渦輪流量(liang)計響應特(te)性的影響(xiǎng)因素,溫度(dù)的變化會(huì)引起渦輪(lun)流量計金(jin)屬材料熱(rè)脹冷縮,幾(ji)何尺寸的(de)變化會引(yǐn)起渦輪轉(zhuǎn)速的變化(hua),K值也會随(suí)之改變,儀(yi)表常數和(hé)流體的粘(zhān)滞性也有(you)很大關系(xi),粘度越大(da),流量的線(xian)性範圍愈(yu)小。反之粘(zhān)度越小,流(liú)量的線性(xing)範圍愈大(da)。
0引言
　　在油(yóu)田生産過(guo)程參數(如(ru)溫度、壓力(li)等)檢測中(zhong)，以流量測(ce)量最爲複(fú)雜,是較難(nán)測量的參(cān)數。而且,流(liu)量檢測在(zài)油田生産(chan)過程中又(you)十分重要(yào),因而引起(qǐ)了工程技(ji)術人員的(de)廣泛興趣(qu)。渦輪流量(liang)計是檢測(cè)液體流量(liang)的儀器之(zhi)--,但由于液(yè)體各參數(shù)(如溫度粘(zhan)度.密度等(děng))的影響，使(shi)得渦輪流(liú)量計在實(shi)際應用過(guò)程中的測(cè)量有偏差(cha),給生産帶(dài)來了困難(nan)”。本文主要(yào)研究不同(tong)溫度下對(duì)渦輪響應(yīng)K值的影響(xiang)。
1渦輪流量(liang)計測量原(yuan)理
1.1基本原(yuan)理
　　渦輪流(liu)量計是一(yi)種速度式(shi)儀表,它是(shì)以動量矩(ju)守恒原理(lǐ)爲基礎的(de),流體沖擊(ji)渦輪葉片(pian),使渦輪旋(xuán)轉,渦輪的(de)旋轉速度(dù)随流量的(de)變化而變(biàn)化，最後從(cóng)渦輪的轉(zhuǎn)數求出流(liú)量值,通過(guò)磁電轉換(huan)裝置(或機(jī)械輸出裝(zhuang)置)将渦輪(lún)轉速變化(hua)成電脈沖(chòng),送人二次(ci)儀表進行(háng)計算和顯(xiǎn)示,由單位(wei)時間電脈(mo)沖數和累(lei)計電脈沖(chong)數反映出(chu)瞬時流量(liang)和累計流(liu)量。
1.2渦輪流(liu)量計的影(yǐng)響因素
　　渦(wō)輪流量計(jì)的理想特(te)性曲線僅(jǐn)與儀表結(jie)構參數有(you)關,與流量(liàng)變化無關(guan),儀表系數(shu)K爲一常數(shù)。而實際曲(qǔ)線并非如(ru)此,對于實(shi)際的渦輪(lún)流量計，渦(wo)輪首先必(bi)須克服軸(zhou)承的靜摩(mo)擦力後才(cái)能轉動”。我(wǒ)們将渦輪(lun)克服靜摩(mo)擦力矩所(suǒ)需的最小(xiao)流量值稱(cheng)爲該渦輪(lún)的始動流(liu)量值。當通(tong)過流量計(jì)的流量小(xiao)于始動流(liú)量值時,渦(wo)輪不轉,無(wu)信号輸出(chu)。當流量大(da)于始動排(pái)量以後,随(suí)着流量的(de)增加,渦輪(lun)旋轉角速(su)度也将增(zeng)大。以後在(zài)測量範圍(wéi)内,流體産(chan)生的阻力(li)矩将成爲(wèi)影響流量(liang)計特性的(de)主要因素(sù)。相對來說(shuō),由軸承間(jiān)摩擦産生(shēng)的機械阻(zu)力矩就比(bǐ)較小了。流(liu)體産生的(de)阻力矩對(duì)渦輪的影(yǐng)響又分爲(wèi)兩種情況(kuang)，當流體以(yi)較低速度(dù)流經渦輪(lún),儀表常數(shù)是随被測(ce)液體的流(liu)量和運動(dòng)粘度變化(huà)而變化的(de);當流體以(yi)較高速度(du)流經渦輪(lún),儀表常數(shù)隻與儀表(biao)本身的結(jie)構參數有(yǒu)關,而與流(liu)量無關。隻(zhī)有這種狀(zhuàng)态時,儀表(biǎo)常數才真(zhen)正表示了(le)常數的性(xìng)質。渦輪流(liu)量計的流(liú)量範圍就(jiù)是根據這(zhe)一-區間來(lai)确定的眼(yǎn)。
2實驗及結(jié)果分析
2.1實(shí)驗數據-渦(wo)輪在水中(zhōng)不同溫度(dù)下的響應(yīng)
　　不同溫度(dù)下,用水标(biao)定渦輪k值(zhi)的情況如(ru)表1,從表1中(zhōng)可以發現(xiàn),由于水的(de)溫度有所(suǒ)增加,渦輪(lún)的K(K=F/Q)值相對(dui)減小。
 
2.2實驗(yàn)數據-渦輪(lun)在油中不(bu)同溫度下(xià)的響應
　　不(bu)同溫度下(xià),标準渦輪(lun)對油流量(liàng)的響應數(shu)值如下表(biǎo)：
 
　　根據上表(biao)做出油對(dui)K值得響應(ying)特性曲線(xiàn),如圖1所示(shì),冷油(16度)對(dui)K值的響應(yīng)特性,即F=119.7Q-46.383;熱(rè)油(60度)對K值(zhi)的響應特(te)性,即:
F=107.04Q-20.484。
由此(ci),我們可以(yi)推導出:
Q=(F1+20.48)/107.04(1)
Q2=(F2+46.38)/119.7(2)
　　式(shì)中:Q1-熱油流(liu)量;Q2-冷油流(liu)量;F1渦輪對(duì)Qt的頻率響(xiǎng)應值;F2-渦輪(lun)對Q2的頻率(lǜ)響應值。
将(jiang)公式(1)(2)組成(cheng)方程組,解(jie)得:
(1)當F=F1=F2=142.2時,Q1=Q2;.
(2)當(dāng)F=F1=F2>142.2時,K值大的(de)渦輪流速(sù)相對較小(xiao);
(3)當F=F1=F2<142.2時,K值大(dà)的渦輪流(liu)速相對較(jiao)大。
　　如圖2爲(wèi)标準渦輪(lún)在不同流(liu)量.不同油(you)溫下的K值(zhí)響應曲線(xian)。标準渦輪(lun)K值計算公(gōng)式爲:K=F/Q。
　　其中(zhong)F爲标準渦(wō)輪在某一(yi)流量範圍(wei)内的響應(ying)頻率。Q=V/T(m~3/D),假設(she)V爲某一固(gù)定體積容(róng)器,那麽T即(jí)爲以某固(gu)定流量Q充(chong)滿固定體(tǐ)積V所用的(de)時間。
　　由上(shang)面圖表我(wo)們看到,當(dang)Q1=Q2時,F1<F2,K1<K2.因此可(kě)以得出,當(dāng)流量--定時(shi)标定冷水(shuǐ)的K值比熱(rè)水的K值大(dà)。如果提高(gāo)流量Q1使F1=F2,這(zhe)時又出現(xiàn)下面的情(qing)況:當F1=F2時,Q1>Q2,K1>K2。.
3結(jie)論
(1)溫度的(de)變化會引(yǐn)起渦輪流(liu)量計金屬(shu)材料熱脹(zhàng)冷縮,幾何(hé)尺寸的變(bian)化會引起(qǐ)渦輪轉速(sù)的變化,K值(zhí)也會随之(zhī)改變。
(2)當标(biāo)定K值大時(shi),在同樣響(xiǎng)應頻率時(shi)實際流量(liang)小。
(3)實驗中(zhōng)的溫度參(cān)數對所用(yòng)液體的粘(zhan)度和密度(dù)有很大影(ying)響。

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