摘要:爲了(le)了解流體黏(nián)度對渦輪流(liú)量計 特性曲(qǔ)線的影響，采(cai)用同一流量(liang)計分别在四(si)種不同黏度(dù)下進行實驗(yàn)，通過大量實(shi)驗數據比對(duì)找出流體黏(nián)度變化對渦(wō)輪流量計特(te)性曲線、線性(xìng)度的具體影(ying)響，進而指導(dǎo)相關人員在(zài)工業計量中(zhong)正确使用該(gai)流量計，保證(zheng)工業計量的(de)準确性和可(ke)靠性。
　　随着我(wǒ)國工業的不(bu)斷發展，科學(xué)技術的不斷(duàn)進步，渦輪流(liu)量計作爲速(su)度式流量計(ji)的典型代表(biǎo)，被廣泛應于(yu)貿易結算、醫(yī)療衛生、環境(jìng)保護、科學研(yán)究等重大領(lǐng)域。由于許多(duo)用戶對該流(liu)量計的參數(shu)及計量概念(nian)不太了解，所(suǒ)以經常錯誤(wù)地認爲渦輪(lun)流量計在同(tong)一種介質不(bú)同黏度下，線(xian)性度、系數也(ye)是一樣的，從(cong)而出現了測(cè)量數據與真(zhen)實數據相差(chà)甚遠的情況(kuàng)。
1原理結構及(ji)概念
　　渦輪流(liú)量計利用置(zhi)懸流體中葉(ye)輪感受流體(tǐ)的平均流速(su)而推導出被(bei)測流體的瞬(shun)時流量和累(lèi)積流量，一般(bān)由葉輪、導流(liu)器、永久磁鋼(gāng)、感應線圈、前(qián)置放大器等(děng)部分組成。渦(wō)輪流量計的(de)結構如圖1所(suǒ)示。

(1)流(liu)體黏度。由于(yu)流體流動時(shí)内部會産生(shēng).魔擦，所以各(ge)層的速度是(shì)不同的，在相(xiang)鄰層的接觸(chù)面存在一對(dui)等值反向的(de)力，速度較快(kuài)的流層帶動(dong)速度較慢的(de)層，使之加快(kuài)速度，速度較(jiào)慢層阻滞較(jiào)快層，使之減(jiǎn)速，這種阻滞(zhi)力稱爲内摩(mo)擦力,而流體(tǐ)黏度是内摩(mo)擦的量度，是(shì)流體反抗形(xing)變的能力"。各(ge)類流體的黏(nián)度不一，對于(yu)一般流體,黏(nian)度是溫度與(yu)壓力的函數(shu)。文中提到的(de)黏度均爲運(yùn)動黏度，單位(wèi)爲cSt,1cSt=10-6m2/s。
(2)系數。儀表(biǎo)系數K是指單(dān)位體積的流(liu)體.通過流量(liang)計發出的脈(mò)沖數，單位爲(wei)L-1,計算公式如(rú)下:

　　式中:Kij爲第(dì)i檢定點第j次(ci)檢定時的系(xì)數，L-1;Nij爲第i檢定(ding)點第j次檢定(dìng)時的流量計(ji)顯示儀表測(ce)得的脈沖數(shu);Vij爲第i檢定點(diǎn)第j次檢定時(shi)标準裝置測(cè)得的實際體(tǐ)積，L;β爲檢定用(yòng)液體在檢定(ding)狀态下的體(ti)膨脹系數;(?s)ij、(?m)ij,分(fen)别爲第i檢定(ding)點第j次檢定(dìng)時标準裝置(zhì)和流量處的(de)液體溫度℃;K爲(wèi)檢定用液體(tǐ)在檢定狀态(tài)下的壓縮系(xi)數;(ps)ij、(pm)ij分别第i檢(jiǎn)定點第j次檢(jian)定時标準裝(zhuāng)置和流量處(chu)的液體表壓(ya)力，Pa;n爲每點檢(jian)定次數;
(Ki)max爲流(liu)量計在流量(liang)檢定點得到(dào)的Ki中的最大(da)值;(Ki)min爲流量計(jì)在流量檢定(dìng)點得到的K中(zhōng)的最小值。
(3)線(xian)性度。在規定(dìng)條件下，渦輪(lun)流量計校準(zhun)曲線與拟合(hé)直線間的最(zui)大偏差與滿(mǎn)量程輸出間(jiān)的百分比稱(cheng)爲線性度。該(gāi)值越小，表明(ming)線性特性越(yuè)好。計算公式(shi)如下:

式中:E爲(wei)流量計的線(xiàn)性度。
2檢測設(she)備及條件
(1)大(da)氣壓:101818Pa。
(2)介質:航(hang)空潤滑油。
(3)檢(jiǎn)定裝置:航空(kōng)潤滑油流量(liàng)标準裝置。
3實(shí)驗數據及分(fèn)析
　　根據上述(shù)檢測設備及(ji)條件，按照JJC1037-2008《渦(wo)輪流量計檢(jiǎn)定規程》，在四(sì)種不同黏度(du)下各檢定5個(ge)點，每點檢定(dìng)3次，得到的數(shu)據如表1~表4所(suo)示，數據表中(zhōng)的頻率、流量(liang)、溫度、系數均(jun1)爲每點檢定(ding)3次各自的平(ping)均值。由表1得(dé)到儀表線性(xing)度爲8.9%，儀表系(xì)數爲528.61L-1;由表2得(de)到儀表線性(xìng)度爲6.3%，儀表系(xì)數爲553.89L-1;由表3得(de)到儀表線性(xing)度爲2.6%，儀表系(xì)數爲596.18L-1;由表4得(de)到儀表線性(xing)度爲2.2%，儀表系(xì)數爲622.44L-1。


　　由于流(liú)體具有黏性(xìng)，所以滑油在(zài)通過流量計(ji)時産生黏滞(zhi)阻力矩。從表(biao)1~表4可看出，滑(hua)油黏度從93.24cSt-+52.14cSt-+16.28cSt-→+7.16cSt變(biàn)化時，渦輪流(liu)量計的系數(shù)(528.61L-1-→553.89L-1->596.18L-1-→622.44L-1)、線性度(8.9%-+6.3%-→2.6%→2.2%)都在(zai)逐步發生明(ming)顯的變化。當(dang)流量計的黏(nián)度最大爲93.24cSt時(shí)(數據表1)，整個(ge)流量計的線(xiàn)性度隻有8.9%，根(gēn)本無法使用(yong)，要想達到使(shi)用要求隻有(yǒu)縮小量程。通(tōng)過觀察、計算(suàn)發現，隻有流(liú)量爲2.8990~4.1497m3/h時，線性(xing)度爲(575.86-569.50)/(575.86+569.50)x100%=0.56%，才滿足(zu)JJG1037--2008《渦輪流量計(ji)檢定規程》允(yun)許的最大誤(wù)差1.0%，也就是說(shuo)隻有在這兩(liang)點範圍内使(shi)用，這個流量(liàng)計才算是合(hé)格的。當黏度(dù)變小爲7.16cSt時，線(xian)性度範圍則(ze)變寬，流量爲(wèi)1.0196~4.0465m3/h時，線性度爲(wèi)(631.96-620.88)/(631.96+620.88)x100%=0.88%，完全符合規(gui)程最大允許(xǔ)誤差。
　　另外，從(cóng)表1~表4均可看(kàn)出，流量計黏(nián)度的變化對(duì)流量最小點(dian)影響也比較(jiào)大，在四種不(bú)同黏度下，系(xì)數都在流量(liàng)最後一點時(shí)發生了明顯(xiǎn)的下降;而且(qiě)黏度最大爲(wèi)93.24cSt時，系數從524.93L-1變(bian)爲481.35L-1，系數下降(jiàng)了43.58L-1;黏度爲7.16cSt時(shi)，系數從620.88L-1變爲(wèi)608.97L-1,系數僅下降(jiàng)了11.91L-1。從中可看(kan)出，随着黏度(dù)的變小，對流(liu)量計下限的(de)影響也越來(lai)越小。黏度變(biàn)化對渦輪流(liú)量計特性曲(qu)線的影響如(ru)圖2所示。圖2中(zhong)特性曲線從(cóng)下至上依次(ci)對應表1、表2、表(biǎo)3和表4，儀表系(xì)數随着黏度(dù)的升高而下(xia)降，用于較高(gāo)黏度時，儀表(biao)系數與流量(liàng)之間不再保(bao)持線性關系(xì)，因此，渦輪流(liú)量計測量高(gāo)黏度時，必須(xu)根據黏度和(hé)流量進行修(xiu)正。圖2中特性(xing)曲線的拟合(he)公式爲:
y4=-5.0312x2+28.554x+596.52
y3=-3.1937x2+21.843x+573.19
y2=-8.474x2+57.668x+492.15
y1=-12.385x2+83.129x+441.24

　　用于測(cè)量液體的渦(wo)輪流量計，生(shēng)産廠所給的(de)儀表系數K通(tōng)常是用常溫(wēn)水标定的，黏(nián)度隻有1cSt，爲了(le)保證測量的(de)精度，必須注(zhù)意被測流體(tǐ)黏度對流量(liang)計特性的影(yǐng)響(”。實驗表明(míng)，當液體黏度(dù)大于15x10-6m2/s時，即使(shǐ)同一流量計(jì)同一介質，測(cè)量誤差也會(hui)明顯增大，所(suǒ)以必須盡量(liang)在接近的工(gōng)作條件下重(zhòng)新标定，從而(ér)減小誤差。
4結(jié)束語
　　随着流(liu)體黏度的變(biàn)化，流量計的(de)系數、線性度(dù)都會發生變(biàn)化，黏度越大(da)，線性度範圍(wei)越小。同時黏(nian)度變化對特(tè)性曲線的下(xia)限流量影響(xiǎng)最大,影響随(sui)着流量的增(zēng)大而減小。大(dà)量實驗數據(jù)表明,口徑越(yue)大的流量計(ji)，黏度變化對(duì)線性的影響(xiǎng)越小;口徑越(yuè)小，影響越大(dà)。

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