摘要:多(duō)工況下渦輪(lún)流量計
标定(ding)曲線之間的(de)差異性問題(tí)一直受到儀(yi)表研究者的(de)關注。在天然(rán)氣貿易交接(jie)過程中,渦輪(lún)流量計在常(cháng)壓空氣下的(de)檢定結論和(hé)标定數據能(néng)否應用于高(gao)壓工況一直(zhí)存在争議。爲(wei)了對比多工(gōng)況下渦輪流(liu)量計的标定(dìng)曲線,使用高(gāo)壓空氣環道(dao)流量标準裝(zhuāng)置,在1.6~5.0MPa之間3個(gè)工作壓力下(xia)對渦輪流量(liang)計進行了标(biāo)定,3條标定曲(qu)線在低雷諾(nuo)數區域出現(xian)明顯的分散(san),标定數據最(zui)大相差0.65%。随着(zhe)雷諾數增加(jia),3條标定曲線(xian)逐漸接近,最(zuì)終标定數據(ju)之間的差異(yi)不超過0.2%。應用(yòng)渦輪流量計(jì)物理模型的(de)函數形式分(fen)析并解釋了(le)标定曲線簇(cu)的形态。結果(guǒ)表明,軸承阻(zǔ)力是導緻标(biāo)定曲線分散(sàn)的原因,而随(suí)着雷諾數的(de)增加,僅和雷(léi)諾數有關的(de)流體粘性阻(zu)滞力矩逐漸(jian)成爲阻滞力(li)矩的主要部(bu)分,因而多個(ge)工況下标定(ding)曲線趨于聚(ju)合。變粘度液(ye)體渦輪流量(liàng)計的标定實(shi)驗也可以觀(guan)察到類似的(de)曲線簇形态(tai),這表明标定(ding)曲線的分散(sàn)與聚合和流(liu)體的運動粘(zhān)度有關。标定(ding)曲線的聚合(hé)減弱了工況(kuàng)條件引起的(de)物性變化對(dui)渦輪流量計(jì)精度的影響(xiang),如果渦輪流(liú)量計能夠在(zai)高雷諾數下(xià)保持良好的(de)線性度,就可(ke)以将其很好(hǎo)地應用于多(duo)工況的測量(liang)工作。
0引言
現(xiàn)代化生産、油(you)氣貿易、醫療(liao)衛生等衆多(duō)領域要求準(zhun)确測量流動(dong)介質的流量(liàng)。渦輪流量計(ji)因其計量精(jing)度高,重複性(xing)好,耐高壓,很(hěn)強的抗幹擾(rǎo)能力,測量範(fàn)圍寬印等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用。自1790年ReinhardWoltman發明(ming)第一台渦輪(lun)流量計以來(lai).流量計制造(zao)商和儀器儀(yí)表科研院所(suǒ)在提高渦輪(lun)流量計測量(liàng)性能方面作(zuò)了大量的工(gōng)作。改進葉輪(lun)葉片的結構(gou)、尺寸和材質(zhì),優化傳感器(qi)性能一直都(dou)是渦輪流量(liang)計的研究重(zhòng)點。
渦輪流量(liang)計的缺點之(zhi)一是需要定(ding)期(一般爲兩(liǎng)年)校準以保(bao)持其測量準(zhun)确性;另一個(gè)缺點是,即使(shǐ)在标定和使(shǐ)用過程中都(dōu)使用同一介(jiè)質,由于工況(kuàng)條件(壓力,溫(wen)度,粘度)改變(biàn)引起的物性(xing)變化對渦輪(lún)流量計精度(dù)有不同程度(du)的影響,技術(shù)人員不得不(bu)針對現場工(gong)況增加額外(wài)的校準工作(zuo)。例如,在石油(you)、天然氣的貿(mào)易交接中,一(yī)旦管道中的(de)物質或物性(xìng)發生明顯變(bian)化,需要在現(xiàn)場重新标定(ding)渦輪流量計(jì)。又如,爲了使(shǐ)渦輪流量計(jì)适用于多種(zhǒng)粘性差異很(hen)大的烴類燃(ran)料,有的校準(zhun)實驗室維護(hu)着多個流量(liàng)标準裝置,每(mei)個裝置使用(yòng)不同粘度的(de)流體介質,有(yǒu)的校準實驗(yàn)室建立了以(yi)溶液配比調(diao)節或溫度調(diao)節爲基本手(shou)段的變粘度(dù)試驗台。
氣體(tǐ)渦輪流量計(jì)
制造商一般(ban)提供的是常(cháng)壓空氣下的(de)檢定或校準(zhun)證書,檢定結(jié)論或校準數(shu)據是否适用(yong)于城市管網(wǎng)和地區輸配(pèi)氣幹線_上的(de)中
高壓天然(rán)氣渦輪流量(liang)計
一直存在(zài)争議。因此,渦(wo)輪流量計在(zai)不同介質,不(bu)同工況下的(de)标定曲線存(cun)在差異受到(dao)儀器儀表和(he)流量測量學(xué)術界的關注(zhu)。本文使用高(gāo)壓空氣環道(dao)流量标準裝(zhuāng)置标定渦輪(lún)流量計,獲得(dé)多個壓力工(gong)況下标定曲(qǔ)線簇的形态(tài),通過一個渦(wo)輪流量計物(wu)理模型的函(hán)數形式爲不(bu)同工況下标(biāo)定曲線的差(cha)異性變化趨(qu)勢提供合理(lǐ)的解釋。
1常壓(ya)空氣與高壓(ya)天然氣标定(dìng)結果對比
2015年(nián)至2018年,上海市(shi)計量測試技(ji)術研究院使(shi)用常壓空氣(qì)流量标準裝(zhuang)置(量程2~4500m3/h,相對(dui)擴展不确定(ding)Urel=0.16%,k=2))對32台進口渦(wo)輪流量計實(shí)施檢定,流量(liàng)計入關前都(dou)經過德國國(guo)家高壓天然(rán)氣流量标準(zhun)裝置(量程3~6500m³/h,相(xiàng)對擴展不确(que)定度Urel=0.12%,k=2)的實流(liu)标定。常壓空(kong)氣流量标準(zhun)裝置的量值(zhi)溯源到中國(guo)氣體流量國(guo)家基準,德國(guó)國家高壓天(tian)然氣流量标(biāo)準裝置使用(yòng)的流量标準(zhǔn)值是荷蘭法(fa)國-德國協同(tong)參考值(harmonizedreferencevalue)。根據(jù)流量計的型(xíng)号規格以及(ji)标定時的工(gōng)況壓力,将32台(tái)流量計分爲(wei)4組,對應的工(gōng)作介質及其(qi)物理性質如(rú)表1所示。标定(ding)數據經彙總(zǒng)整理後繪制(zhi)成體積流量(liàng)-誤差曲線,如(ru)圖1所示。
圖1所(suo)示的點對點(diǎn)誤差對比表(biao)明,對于不同(tong)的流量計規(gui)格,兩個壓力(li)工況下标定(dìng)曲線之間的(de)差異各不相(xiang)同,有的差異(yì)不大,例如圖(tu)1(c)所示的差距(jù)甚至小于0.2%;有(you)的差異超過(guò)1%,且标定曲線(xiàn)的形狀也完(wan)全不同,如圖(tu)1(d)所示。由于中(zhōng)德兩套标準(zhǔn)裝置均經過(guo)嚴格的量值(zhi)溯源、穩定性(xing)考核以及國(guó)家、地域之間(jian)的量值比對(duì),可以排除由(you)于系統誤差(cha)導緻的測量(liang)結果差異。通(tong)過比較中德(dé)兩套标準裝(zhuāng)置的介質物(wù)性可知,即使(shǐ)介質的動力(li)粘度相近,高(gao)壓天然氣的(de)密度與常壓(yā)空氣的密度(du)存在數十倍(bei)的差異,因而(er)以體積流量(liang)來對比兩個(gè)工況下的誤(wù)差不符合流(liú)動相似準則(ze)的要求,即不(bu)具備可比性(xìng)。
圖2所示爲。上(shang)述渦輪流量(liang)計基于雷諾(nuò)數(Reynoldsnumber,Re)的誤差對(duì)比。由于渦輪(lún)流量計一般(ban)是以體積流(liú)量标稱其量(liàng)程範圍,轉化(hua)到雷諾數後(hou),常壓下雷諾(nuo)數量程與高(gāo)壓下雷諾數(shu)量程存在間(jian)隔,兩個工況(kuàng)壓力相差越(yue)小,間隔區間(jiān)越小,常壓雷(lei)諾數上限的(de)誤差與高壓(ya)雷諾數下限(xiàn)的誤差越接(jiē)近,圖2(b)與圖2(c)中(zhōng)兩者相差分(fen)别爲0.24%和0.05%,可以(yǐ)認爲流量計(jì)的誤差幾乎(hū)随雷諾數連(lian)續變化。圖2中(zhōng)兩條誤差曲(qǔ)線沒有重疊(die)或交集,意味(wei)着流量計分(fèn)别工作在不(bu)同的流動特(te)征區域,無法(fa)進行常壓空(kōng)氣與高壓天(tiān)然氣之間的(de)點對點誤差(chà)對比。因此,需(xū)要增加高壓(yā)空氣下的标(biāo)定實驗。
2高壓(ya)空氣環道流(liú)量标準裝置(zhì)
一台經過常(cháng)壓空氣标定(dìng)的DN100渦輪流量(liang)計分别在高(gao)壓空氣環道(dao)流量标準裝(zhuāng)置(如圖3所示(shi))和德國國家(jiā)高壓天然氣(qì)流量标準裝(zhuāng)置(工作壓力(lì)5.1MPa)上接受标定(ding)。
高壓空氣環(huán)道流量标準(zhǔn)裝置的量程(cheng)爲13~4000m³/h,相對擴展(zhan)不确定度U。=0.25%(k=2),并(bìng)聯使用一台(tái)DN80氣體容積式(shì)流量計(量程(cheng):13~250m³/h),一台DN200渦輪流(liu)量計(量程:800~1600m³/h)和(he)一台DN250渦輪流(liú)量計(量程:130~2500m³/h)作(zuo)爲主标準器(qì)。裝置通過高(gāo)壓循環壓縮(suo)機驅動閉環(huan)回路中的介(jiè)質氣體實現(xiàn)所需的流量(liang),工作壓力調(diào)節範圍0.4~5.0MPa.系統(tǒng)外置制冷機(ji)組和循環冷(lěng)卻機,通過閉(bi)環回路中的(de)熱交換器将(jiāng)每次标定循(xún)環使用的氣(qi)體溫度變化(hua)控制在0.2℃以内(nei)。此外,裝置還(hai)配備了超聲(shēng)流量計用于(yu)主标準器的(de)在線核查。
3結(jie)果與分析
3.1多(duo)工況下的标(biāo)定結果
4個工(gōng)況下的标定(ding)結果如圖4所(suo)示,誤差棒用(yong)各個裝置的(de)相對測量不(bu)确定度表示(shì)。0.1MPa常壓空氣的(de)上限雷諾數(shù)和2.6MPa高壓空氣(qì)的下限雷諾(nuò)數比較接近(jin),各自對應的(de)誤差相差0.24%。4個(gè)壓力工況(0.1.1.6、2.6和(hé)5.1MPa)下的标定曲(qu)線包含3段明(míng)顯的雷諾數(shu)重疊區域,區(qū)域内兩兩曲(qu)線之間的差(chà)異小于0.2%,而且(qie)2.6MPa空氣與高壓(yā)天然氣(5.1MPa)的标(biao)定曲線更爲(wei)接近,點對點(dian)差異甚至小(xiao)于0.1%。由于3個工(gōng)況(常壓、高壓(ya)空氣和天然(ran)氣)下的實驗(yan)相互獨立,标(biao)定數據兩兩(liang)之間的差異(yì)小于裝置間(jiān)的合成擴展(zhǎn)不确定度,說(shuō)明渦輪流量(liang)計标定曲線(xiàn)随雷諾數變(bian)化,而且随着(zhe)工況壓力增(zēng)加,标定曲線(xian)保持連續性(xìng)延拓。當Re>2.95x104,各個(ge)工況的标定(ding)數據之間的(de)差異不超過(guo)0.30%,如圖4帶狀區(qū)域所示,且随(sui)着雷諾數增(zēng)加,這種差異(yì)呈現出逐漸(jian)縮小的趨勢(shì),曲線也逐漸(jian)相互接近。基(ji)于渦輪流量(liàng)計在高雷諾(nuò)數區域表現(xian)出的這一特(tè)性,技術人員(yuán)就能夠以較(jiào)高的置信度(du)估計出流量(liang)計在其他相(xiàng)近工況壓力(lì)下的誤差。
需(xū)要指出的是(shi),上述實驗是(shi)在流量計制(zhì)造商限定的(de)體積流量量(liàng)程内進行,僅(jin)在部分雷諾(nuò)數重疊區存(cún)在誤差的點(diǎn)對點比較,爲(wei)了擴大比較(jiao)範圍,有必要(yao)将标定實驗(yàn)拓展到流量(liàng)計量程的下(xia)限以下。爲此(cǐ),在高壓空氣(qi)環道流量标(biao)準裝置的3個(gè)工況(1.6.3.2.5.0MPa)下對一(yi)台DN150的渦輪流(liu)量計進行多(duo)點标定,結果(guo)如圖5所示。
渦(wō)輪流量計在(zai)始動階段需(xū)要克服機械(xie)阻力所産生(shēng)的制動轉矩(jǔ),因而标定曲(qǔ)線都是從負(fu)偏差開始向(xiang)正偏差方向(xiàng)延伸。在雷諾(nuo)數的低區各(gè)個工況數據(jù)之間呈現出(chū)明顯的分散(sàn)性,且工況壓(yā)力相差越大(da),分散性特征(zheng)越顯著,點對(duì)點誤差比較(jiào)最大相差約(yue)爲0.65%。随着雷諾(nuo)數上升,不同(tong)工況壓力下(xià)的數據點逐(zhú)漸接近,趨于(yu)收斂,如圖5中(zhong)兩條輪廓虛(xū)線所示,最終(zhong)點對點誤差(cha)比較僅有0.1%的(de)差異。
3.2渦輪流(liú)量計物理模(mo)型的函數形(xing)式
使用不同(tóng)粘度液體的(de)渦輪流量計(jì)标定實驗也(ye)可以觀察到(dao)标定曲線的(de)分散現象。例(lì)如,同一流量(liàng)計在航空燃(ran)料(μ=1.2x10-6m2/s)和液壓油(yóu)(μ=16x10-6m2/s~100x10-6m2/s)下的标定曲(qǔ)線會相差0.6%~2.2%8每(mei)一種粘度介(jiè)質對應不同(tóng)的标定曲線(xian),除非流量計(jì)在某個指定(dìng)并且恒定粘(zhān)度的介質下(xià)工作,否則,用(yong)戶要想獲得(de).正确的測量(liàng)結果,不得不(bú)依賴于變粘(zhān)度試驗台。爲(wei)了克服這個(gè)困難,研究人(ren)員引入了通(tōng)用粘度曲線(xian)(universalviscositycurve,UVC)回,使用儀表(biǎo)系數K,(單位體(tǐ)積流體通過(guo)流量計時,流(liú)量計輸出的(de)脈沖數)與ƒ/v(流(liú)量計輸出頻(pin)率與介質運(yùn)動粘度之比(bǐ))的關系繪制(zhi)标定曲線,該(gāi)方法将體積(ji)流量qv用流量(liang)計輸出頻率(lǜ)f來表示,使用(yong)ƒ/v來歸并體積(jī)流量和運動(dòng)粘度,如式(1)所(suǒ)示,通用粘度(dù)曲線本質上(shàng)反映了流量(liang)計靈敏度與(yu)雷諾數的關(guan)系:
d是渦輪流(liu)量計的口徑(jing)。将不同粘度(dù)下流量計的(de)标定數據繪(huì)制在一張圖(tú)内,形成一條(tiáo)平滑的标定(ding)曲線.那麽該(gāi)标定曲線就(jiù)可以适用多(duō)種粘度,精度(du)在+0.5%以内。但是(shi)通,用粘度曲(qu)線僅适用于(yú)雷諾數相關(guān)區域,在該區(qū)域内渦輪流(liu)量計的示值(zhí)誤差(或儀表(biǎo)系數)隻與雷(léi)諾數有關,而(er)在适用範圍(wei)之外,就會出(chū)現随粘度變(bian)化的分散性(xing)特征。
從上述(shu)分析可知,影(ying)響渦輪流量(liàng)計精度的相(xiàng)關特性是介(jiè)質的運動粘(zhan)度,而不是動(dong)力粘度。Lee等[10-41和(he)Rubin等[12通過動量(liàng)和機翼理論(lùn)确定了流體(tǐ)阻力矩,由于(yú)當時研究對(duì)象是氣體,在(zài)量程的高區(qū)部分,氣體動(dong)力粘度變化(hua)的影響很小(xiǎo),于是他們簡(jian)化了軸承阻(zu)力矩的影響(xiǎng),并認爲其在(zài)所研究的雷(léi)諾數範圍内(nèi)保持不變,他(ta)們的标定數(shu)據表明,儀表(biǎo)系數是雷諾(nuo)數的近似線(xiàn)性函數。當把(ba)Lee的模型應用(yòng)到液體時,卻(què)無法解釋爲(wei)何在低雷諾(nuo)數範圍,流量(liang)計在不同粘(zhān)度介質下的(de)标定曲線出(chū)現分散。[13][14]Pope等和(hé)Wright等在研究丙(bing)二醇水混合(hé)物替代Stoddard輕質(zhi)礦物油作爲(wei)渦輪流量計(jì)的校準介質(zhi)時擴展.了Lee模(mó)型.把軸承阻(zu)力矩引入對(duì)理想流量計(ji)儀表系數K;(rad/m')的(de)修正,将基于(yú)角頻率o(rad/s)的流(liu)量計儀表系(xì)數Kw(rad/m2)表示爲:
式(shì)(5)中4個含待定(dìng)系數的修正(zhèng)項依次分别(bie)爲:流體阻力(li)項,軸承靜态(tài)阻力項,軸承(cheng)粘性阻力項(xiàng),以及由于軸(zhou)向推力和轉(zhuan)子系統的動(dòng)态不平衡引(yǐn)起的軸承阻(zu)力項。最後一(yī)項影響很小(xiao),可以忽略不(bu)計。在研究中(zhōng)高壓氣體渦(wo)輪流量計時(shí)考慮到軸與(yu)軸承之間的(de)潤滑油處于(yu)層流狀态,認(rèn)爲渦輪軸承(chéng)阻力矩與其(qí)渦輪旋轉角(jiao)速度呈一階(jiē)線性關系,他(tā)們在“渦輪減(jian)速”實驗中發(fa)現,軸承阻力(li)對渦輪流量(liàng)計的影響在(zài)低雷諾數下(xia)尤其明顯,基(ji)于實驗數據(ju),提出了以下(xia)的模型:
3.3分析(xi)與解釋
由式(shi)(5)~(7)可知,無論工(gōng)作介質是液(yè)體還是氣體(tǐ),渦輪流量計(ji)的标定誤差(cha)模型都包括(kuò)兩部分,僅和(hé)雷諾數有關(guan)的流體阻力(li)項,和體積流(liu)量qv有關的軸(zhou)承阻力項。Lee的(de)研究工作忽(hū)略了介質的(de)運動粘度對(duì)軸承阻力矩(ju)的影響,按照(zhao)Lee的原始模型(xíng),隻要雷諾數(shu)相同,無論動(dong)力粘度(對于(yú)液體)、工作壓(ya)力(對于氣體(ti))如何變化,僅(jin)考慮流體粘(zhān)性阻力的标(biao)定曲線一定(dìng)不會出現分(fen)散,而軸承阻(zu)力項恰怡是(shi)造成曲線分(fen)散的原因,對(dui)于液體介質(zhì),不同的動力(lì)粘度導緻曲(qu)線分散。對于(yú)氣體,需要進(jin)--步分析式(5)~(7)中(zhong)的軸承阻力(li)項。由式(1)可知(zhī),雷諾數通過(guò)運動粘度關(guān)聯體積流量(liàng),将式(5)~(7)中代表(biao)軸承阻力項(xiang)的共有部分(fen)作如下變換(huan):
由于氣體的(de)動力粘度幾(ji)乎不随壓力(lì)變化,故軸承(chéng)阻力項和雷(léi)諾數以及由(yóu)壓力引起的(de)氣體密度有(yǒu)關,所以會出(chu)現對于同一(yī)個雷諾數,不(bu)同工作壓力(lì)下的标定數(shu)據存在顯著(zhe)差異,但是這(zhè)一分散性特(te)征被限制在(zai)低雷諾數區(qu)域,随着雷諾(nuo)數的平方級(jí)增加趨于消(xiao)失,因而在高(gāo)雷諾數區域(yu),多個壓力工(gong)況下的标定(dìng)曲線逐漸聚(jù)合爲一條僅(jin)和雷諾數有(you)關的曲線(嚴(yán)格來說是,多(duō)條非常接近(jin)的标定曲線(xian)),此時,流量計(jì)的誤差僅受(shou)流體粘性阻(zǔ)滞的影響,且(qiě)工況壓力越(yue)高,氣體密度(dù)越大,進入聚(jù)合區域時的(de)雷諾數也越(yue)大,或者,運動(dòng)粘度越大的(de)标定曲線越(yuè)早進入聚合(he)區。
在測量推(tui)進系統的液(ye)氫流量過程(chéng)中,爲了降低(di)危險和實驗(yan)成本,使用高(gāo)壓氮氣模拟(nǐ)液氫标定一(yi)台1.5inch3渦輪流量(liang)計,實驗工況(kuàng)及物性參數(shu)如表2所示。
各(gè)個工況下的(de)标定曲線如(ru)圖6所示,試驗(yàn)結果用儀表(biao)系數K,表示,原(yuan)技術報告是(shi)以水标定的(de)儀表系數作(zuo)爲參照,經歸(gui)--化處理後作(zuo)爲縱坐标,橫(héng)坐标是體積(jī)流量量程的(de)百分比,爲方(fang)便分析,将标(biao)定數據轉爲(wei)圖7所示(橫坐(zuo)标以雷諾數(shu)表示)。物性方(fāng)面,58.9和78.9atm的高壓(ya)氮氣分别與(yu)液氫的密度(du)和運動粘度(dù)很接近,所以(yi)标定結果對(dui)比符合流動(dong)相似準則的(de)要求。6組标定(dìng)數據在量程(chéng)的低區(<50%FS,Re<5x10')差異(yì)較大,标定曲(qǔ)線呈現出“扇(shàn)形”特征,随着(zhe)雷諾數上升(sheng),差異逐漸減(jiǎn)小“扇形”趨于(yu)收斂。4個高壓(yā)氮氣(工況壓(yā)力≥38.1atm)以及液氫(qing)的标定數據(jù)在量程的高(gāo)區很接近,5條(tiao)标定曲線聚(ju)合于一個0.5%的(de)區間(如圖7中(zhōng)帶狀部分所(suo)示)。如果以該(gai)區間作爲僅(jǐn)與雷諾數相(xiàng)關的聚合域(yù),4條高壓氮氣(qi)标定曲線随(suí)着壓力的上(shang)升,依次進入(rù)該區間,正如(rú)前文的分析(xī),工況壓力越(yuè)高,進入聚合(he)域所對應的(de)雷諾數也越(yuè)大。
4結論
介質(zhì)的運動粘度(dù)是影響渦輪(lun)流量計精度(dù)的重要因素(sù)。對于液體介(jiè)質,一般通過(guò)改變溫度、改(gai)變混合溶液(ye)的配比實現(xian)變粘度的标(biao)定實驗,來研(yán)究渦輪流量(liang)計在多工況(kuàng)下的标定曲(qu)線。對于氣體(tǐ)介質,往往是(shì)通過改變工(gong)作壓力來觀(guān)察标定曲線(xiàn)的差異。限于(yu)标準裝置的(de)功能和調壓(yā)能力。本文使(shi)用常壓、中高(gao)壓氣體流量(liang)标準裝置标(biao)定渦輪流量(liàng)計,實驗結果(guǒ)表明,與工況(kuàng)壓力有關的(de)軸承阻力導(dǎo)緻對應的标(biao).定曲線在低(di)雷諾數區域(yù)存在顯著差(cha)異,随着雷諾(nuo)數增加,差異(yì)減小,各條曲(qǔ)線趨于一個(ge)僅和雷諾數(shu)相關的聚合(hé)域,而且随着(zhe)工況壓力的(de)增加,标定曲(qǔ)線保持連續(xu)性延拓,于是(shi),技術人員就(jiù)能夠在雷諾(nuò)數重疊區域(yu)以較高的置(zhì)信度估計出(chū)流量計在其(qi)他相近工況(kuàng)壓力下的标(biao)定誤差。這有(you)利于減弱工(gōng)況引起的物(wu)性變化對渦(wō)輪流量計精(jing)度的影響,一(yi)方面,如果制(zhi)造商能夠在(zai)渦輪流量計(jì)的高雷諾數(shù)區保持良好(hao)的線性度,那(nà)麽流量計就(jiu)能以較高的(de)置信度适用(yong)于多個壓力(li)工況,而且中(zhōng)壓工況下的(de)标定曲線能(néng)夠以較小的(de)雷諾數先于(yu)高壓工況進(jìn)入聚合域,這(zhe)有利于标準(zhǔn)表法流量标(biao)準裝置的選(xuǎn)型工作,另一(yi).方面,裝置的(de)設計者需要(yao)避免标準流(liú)量計工作在(zài)軸承阻滞效(xiao)應顯著的低(dī)雷諾數區域(yu)。
本文的實驗(yàn)和引用結果(guǒ)并沒有發現(xiàn)工作介質種(zhǒng)類的差異(例(lì)如天然氣和(he)空氣,氮氣和(he)液氫)對渦輪(lún)流量計的标(biāo)定結果有明(míng)顯的影響。由(yóu)于直排式高(gāo)壓天然氣流(liú)量标定裝置(zhi)的成本及安(an)全性保護措(cuò)施投入非常(chang)巨大,而高壓(ya)空氣環道氣(qì)體流量标準(zhǔn)裝置的優點(diǎn)日益凸顯,德(dé)國聯邦物理(lǐ)技術研究院(yuàn)已經批準使(shǐ)用高壓空氣(qì)替代高壓天(tiān)然氣進行貿(mào)易交接計量(liang),并在多個校(xiao)準機構實施(shi),取得了很好(hǎo)的效果。我國(guó)儀器儀表科(kē)研院所和計(ji)量技術機構(gou)都已經開始(shi)這方面的研(yán)發工作[因,大(dà)批城市管網(wang)和地區輸配(pèi)氣幹線上中(zhong)高壓天然氣(qì)流量計将通(tong)過高壓空氣(qì)流量标準裝(zhuang)置得到溯源(yuan),特别是涉及(jí)貿易結算的(de)渦輪流量計(jì)将能夠得到(dào)有效的法制(zhi)監督和管理(li)。
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