摘(zhāi)要:渦輪流量計(jì) 在安裝和使用(yong)過程中往往存(cún)在直管段口徑(jìng)與流量計通徑(jing)不完全一緻的(de)現象。選取CL系列(liè)和LWGY系列渦輪流(liu)👣量計，在燃油動(dòng)态流量标準裝(zhuāng)置上進行了上(shàng)下遊直管段不(bú)同口徑條件下(xia)的校準🈲試驗，從(cong)而得到直管段(duàn)口徑對渦🙇🏻輪流(liú)量計K系數的影(ying)響。試驗證明，直(zhi)管段口徑所引(yin)入的誤差不可(kě)忽視，因此在使(shi)用或校準渦輪(lun)流量計時應務(wu)👣必保證直管段(duan)口徑與流量計(ji)通徑一緻。
0引言(yan)
　　流量是現代工(gōng)業測量中的一(yī)個重要參數。渦(wo)輪流量計具有(you)🈚測量精度高、量(liang)程範圍寬、重複(fú)性與動态🌈特性(xìng)好等🏃特點［1］，廣泛(fan)用于流量測量(liàng)領域，例如航空(kōng)發動機試車台(tai)、發動機附件試(shì)驗器、發動機半(ban)物理仿真試車(che)台實驗中均選(xuan)用渦輪流量計(ji)對燃油流量進(jin)行測量［2-3］。
　　渦輪流(liu)量計的安裝要(yao)求較高，其上下(xià)遊需有足夠💔長(zhang)的直管段，同軸(zhou)同口徑安裝。美(mei)國國家标準與(yu)技術研究院(NIST)曾(ceng)對上遊安裝☔90°單(dān)彎頭和異面90°雙(shuāng)彎頭分别進行(háng)了試驗研究［4］，天(tian)津大學🔴對上遊(you)彎頭和漸縮管(guan)對渦輪流量計(ji)測量性能進行(háng)了試驗研究，并(bing)對渦輪流量計(jì)前導流器的結(jie)構和性能也進(jìn)行了相關研究(jiu)［5-6］，哈爾濱工業大(da)學針對直管段(duan)長度對🌈渦輪🐅流(liu)量計精度的影(yǐng)響進行了分析(xi)［7］。但是在渦輪流(liú)量計✂️的使用與(yǔ)檢定校準過程(chéng)中，上下遊直💯管(guan)段的通徑往往(wǎng)不會與流量計(ji)的通徑完全一(yī)緻，同樣會直♋接(jie)影響渦輪流量(liang)🐕計的準确度和(hé)校準結果，目前(qián)國🍉内尚未進行(hang)相關的試驗。選(xuǎn)🛀🏻取了典型渦輪(lún)流量計，進行了(le)渦輪流量計變(bian)口徑管路試驗(yàn)。
1試驗裝置
　　渦輪(lún)流量計是一種(zhong)流量測量儀表(biǎo)，流動流體的動(dòng)🔆力👌驅使渦輪葉(ye)片旋轉，其旋轉(zhuǎn)速度與體積流(liú)量近似成🐕比例(lì)。通過流量☀️計的(de)流體體積值是(shì)以渦輪葉輪轉(zhuan)數爲基準的。渦(wo)輪流量計😍主要(yào)由傳感器和轉(zhuan)🏃換器組成。使用(yòng)儀表K系數或累(lei)積流量來計算(suàn)流量計的示值(zhi)誤差［8］。

　　式中:K爲儀(yi)表系數，m-3或L-1;N爲流(liu)量計顯示儀表(biǎo)測得的脈沖數(shu);V爲标準裝置測(ce)得的實際體積(ji)，m3或L。
所使用的标(biao)準裝置爲燃油(you)動态流量标準(zhǔn)裝置，該裝置采(cai)用體積管法，測(cè)量擴展不确定(dìng)度爲U=0.05%(k=2)，其原理✌️如(rú)圖1所示。

　　燃油動(dòng)态流量标準裝(zhuang)置的工作原理(lǐ)爲:工作過程中(zhōng)電機旋轉，驅動(dong)滾珠絲杠帶動(dòng)标準體積管活(huo)塞左行，排出液(ye)體流經⭕控制閥(fa)門及被檢流量(liang)計後，經過過濾(lü)器回到儲油箱(xiāng);同時，儲油箱裏(lǐ)的油經過下遊(yóu)管段進入标準(zhun)體☔積管［9］。
2試驗内(nei)容
　　選擇常用的(de)CL系列渦輪流量(liang)計和LWGY系列渦輪(lún)流量計進行🐇試(shi)驗。分别選取DN4，DN6和(hé)DN10口徑的流量計(jì)，且均爲0.5級。
　　圖2爲(wei)渦輪流量計的(de)安裝示意圖，圖(tu)中D爲被校渦輪(lun)流量計的💛通徑(jìng)，d爲上下遊直管(guǎn)段的内壁直徑(jing)。依據❤️JJG1037-2008《渦輪流量(liàng)計檢定規程》的(de)要求，保證上下(xià)遊的直管段與(yu)被校流量計同(tóng)軸安裝，并♌且連(lián)接處的密封墊(nian)不得凸入㊙️流體(ti)管道☀️内［9］，上遊直(zhí)管段長度爲20D，下(xià)遊直管段長度(dù)爲10D。試驗過程中(zhong)，保證試驗流體(tǐ)爲單相液體，介(jiè)質爲航空燃油(you)ＲP-3。

　　在試(shi)驗過程中，爲每(mei)隻流量計配制(zhì)了7組不同口徑(jìng)的直管段，對每(měi)隻流量計進行(háng)7次校準測試。設(she)K爲渦輪流量計(ji)通徑與直管段(duan)通徑的比值，則(ze)有

　　其中，0.75＜K＜1.2。在此基(jī)礎上，每次試驗(yan)過程中，根據流(liú)量計的流量範(fàn)圍，選取9個流量(liàng)點，每個流量點(dian)校準3次。流量計(ji)的銘牌信息及(jí)直管段口徑選(xuǎn)擇詳見表1。

3試驗(yàn)結果
　　選取h=1，即以(yi)上下遊管路直(zhi)徑與渦輪流量(liàng)計的口徑完👌全(quán)一緻🏃時渦輪流(liú)量計的值作爲(wei)标準值，用KU表示(shi)，根據式(3)對其它(tā)工況下試驗數(shù)據進行無量綱(gang)化。

　　式中:E爲其它(tā)工況與标準工(gōng)況下的系數差(chà)值比;KU爲标準工(gōng)🐕況下的儀表系(xì)數，m-3或L-1;Ki爲其它工(gōng)況下的儀表系(xì)數，m-3或L-1。
　　圖3～圖8分别(bié)爲流量計的K系(xì)數曲線圖和無(wu)量綱化後的差(cha)值比曲👉線圖。

　　從K系數曲線圖(tú)中可以看出，不(bu)同直管段口徑(jìng)會影響🌐儀表K系(xi)數🏃🏻‍♂️，但是與儀表(biǎo)本身K系數的變(biàn)化趨勢一緻。

　　從(cong)K系數差值比曲(qu)線圖中可以看(kan)出，直管段通徑(jìng)d與流量計♍通👨‍❤️‍👨徑(jing)D的差值越大，則(ze)對K系數的影響(xiang)越嚴重。對于CL系(xi)列🐅渦輪流量計(jì)，若d＜D，則儀表K系數(shu)會減小;若d＞D，則❓儀(yi)表K系數會增大(dà);而對于LWGY系列渦(wō)輪流🔞量計，d的變(bian)化與儀表K系數(shu)之間無明顯對(duì)應關系。
　　通過式(shì)(4)對不同工況下(xià)儀表系數波動(dong)Δ情況進行計算(suan)。

　　式中:Kmax爲同一流(liú)量點下不同工(gong)況下儀表系數(shù)最大值;Kmin爲同一(yi)流量點下不同(tong)工況下儀表系(xì)數最小值🙇🏻。
　　從表(biao)2中可以得到，試(shi)驗中系數最大(dà)相差2.7%之多，所選(xuan)進行試驗💰渦輪(lun)流量計最大允(yǔn)許誤差爲0.5級，直(zhi)管段口徑改變(bian)造成的誤差遠(yuan)遠超過流量計(ji)的最大允許誤(wù)差✂️。

4結論
　　在渦輪(lún)流量計的檢定(ding)校準過程中，校(xiào)準實驗室會保(bao)證直管段口徑(jing)與流量計口徑(jìng)一緻，而在實際(jì)使用過程中，直(zhí)管段口徑往往(wang)很難滿足要求(qiú)，因此直接應用(yong)檢定校準結果(guo)，勢必引入誤差(cha)👅。建議各單位在(zài)設計渦輪流量(liàng)計上下遊管路(lù)時務必♊保證JJG1037-2008《渦(wō)輪流量計檢定(dìng)✂️規程》中的安🈲裝(zhuang)條件，對于 精度(dù)高渦輪流量計(ji) ，必要時，應當将(jiāng)渦輪流量計上(shàng)下遊直管段與(yu)流量計💘一同送(sòng)至🐪檢定單位，以(yi)減少直管段口(kǒu)徑和長度不同(tong)而引入的誤差(chà)。

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