摘(zhai)要:本文簡(jian)單介紹了(le)渦輪流量(liang)計 的工作(zuo)原理和動(dong)态特性通(tong)過實驗,找(zhao)出渦輪流(liu)量計響應(ying)特性的影(ying)響因素,溫(wen)度的變化(hua)會引起渦(wo)輪流量計(ji)金屬材料(liao)熱脹冷縮(suo),幾何尺寸(cun)的變化會(hui)引起渦輪(lun)轉速的變(bian)化,K值也會(hui)随之改變(bian),儀表常數(shu)和流體的(de)粘滞性也(ye)有很大關(guan)系,粘度越(yue)大,流量的(de)線性範圍(wei)愈小。反之(zhi)粘度越小(xiao),流量的線(xian)性範圍愈(yu)大。
0引言
　　在(zai)油田生産(chan)過程參數(shu)(如溫度、壓(ya)力等)檢測(ce)中，以流量(liang)測量最爲(wei)複雜,是較(jiao)難測量的(de)參數。而且(qie),流量檢測(ce)在油田生(sheng)産過程中(zhong)又十分重(zhong)要,因而引(yin)起了工程(cheng)技術人員(yuan)的廣泛興(xing)趣。渦輪流(liu)量計是檢(jian)測液體流(liu)量的儀器(qi)之--,但由于(yu)液體各參(can)數(如溫度(du)粘度.密度(du)等)的影響(xiang)，使得渦輪(lun)流量計在(zai)實際應用(yong)過程中的(de)測量有偏(pian)差,給生産(chan)帶來了困(kun)難”。本文主(zhu)要研究不(bu)同溫度下(xia)對渦輪響(xiang)應K值的影(ying)響。
1渦輪流(liu)量計測量(liang)原理
1.1基本(ben)原理
　　渦輪(lun)流量計是(shi)一種速度(du)式儀表,它(ta)是以動量(liang)矩守恒原(yuan)理爲基礎(chu)的,流體沖(chong)擊渦輪葉(ye)片,使渦輪(lun)旋轉,渦輪(lun)的旋轉速(su)度随流量(liang)的變化而(er)變化，最後(hou)從渦輪的(de)轉數求出(chu)流量值,通(tong)過磁電轉(zhuan)換裝置(或(huo)機械輸出(chu)裝置)将渦(wo)輪轉速變(bian)化成電脈(mo)沖,送人二(er)次儀表進(jin)行計算和(he)顯示,由單(dan)位時間電(dian)脈沖數和(he)累計電脈(mo)沖數反映(ying)出瞬時流(liu)量和累計(ji)流量。
1.2渦輪(lun)流量計的(de)影響因素(su)
　　渦輪流量(liang)計的理想(xiang)特性曲線(xian)僅與儀表(biao)結構參數(shu)有關,與流(liu)量變化無(wu)關,儀表系(xi)數K爲一常(chang)數。而實際(ji)曲線并非(fei)如此,對于(yu)實際的渦(wo)輪流量計(ji)，渦輪首先(xian)必須克服(fu)軸承的靜(jing)摩擦力後(hou)才能轉動(dong)”。我們将渦(wo)輪克服靜(jing)摩擦力矩(ju)所需的最(zui)小流量值(zhi)稱爲該渦(wo)輪的始動(dong)流量值。當(dang)通過流量(liang)計的流量(liang)小于始動(dong)流量值時(shi),渦輪不轉(zhuan),無信号輸(shu)出。當流量(liang)大于始動(dong)排量以後(hou),随着流量(liang)的增加,渦(wo)輪旋轉角(jiao)速度也将(jiang)增大。以後(hou)在測量範(fan)圍内,流體(ti)産生的阻(zu)力矩将成(cheng)爲影響流(liu)量計特性(xing)的主要因(yin)素。相對來(lai)說,由軸承(cheng)間摩擦産(chan)生的機械(xie)阻力矩就(jiu)比較小了(le)。流體産生(sheng)的阻力矩(ju)對渦輪的(de)影響又分(fen)爲兩種情(qing)況，當流體(ti)以較低速(su)度流經渦(wo)輪,儀表常(chang)數是随被(bei)測液體的(de)流量和運(yun)動粘度變(bian)化而變化(hua)的;當流體(ti)以較高速(su)度流經渦(wo)輪,儀表常(chang)數隻與儀(yi)表本身的(de)結構參數(shu)有關,而與(yu)流量無關(guan)。隻有這種(zhong)狀态時,儀(yi)表常數才(cai)真正表示(shi)了常數的(de)性質。渦輪(lun)流量計的(de)流量範圍(wei)就是根據(ju)這一-區間(jian)來确定的(de)眼。
2實驗及(ji)結果分析(xi)
2.1實驗數據(ju)-渦輪在水(shui)中不同溫(wen)度下的響(xiang)應
　　不同溫(wen)度下,用水(shui)标定渦輪(lun)k值的情況(kuang)如表1,從表(biao)1中可以發(fa)現,由于水(shui)的溫度有(you)所增加,渦(wo)輪的K(K=F/Q)值相(xiang)對減小。
 
2.2實(shi)驗數據-渦(wo)輪在油中(zhong)不同溫度(du)下的響應(ying)
　　不同溫度(du)下,标準渦(wo)輪對油流(liu)量的響應(ying)數值如下(xia)表：
 
　　根據上(shang)表做出油(you)對K值得響(xiang)應特性曲(qu)線,如圖1所(suo)示,冷油(16度(du))對K值的響(xiang)應特性,即(ji)F=119.7Q-46.383;熱油(60度)對(dui)K值的響應(ying)特性,即:
F=107.04Q-20.484。
由(you)此,我們可(ke)以推導出(chu):
Q=(F1+20.48)/107.04(1)
Q2=(F2+46.38)/119.7(2)
　　式中:Q1-熱油(you)流量;Q2-冷油(you)流量;F1渦輪(lun)對Qt的頻率(lü)響應值;F2-渦(wo)輪對Q2的頻(pin)率響應值(zhi)。
将公式(1)(2)組(zu)成方程組(zu),解得:
(1)當F=F1=F2=142.2時(shi),Q1=Q2;.
(2)當F=F1=F2>142.2時,K值大(da)的渦輪流(liu)速相對較(jiao)小;
(3)當F=F1=F2<142.2時,K值(zhi)大的渦輪(lun)流速相對(dui)較大。
　　如圖(tu)2爲标準渦(wo)輪在不同(tong)流量.不同(tong)油溫下的(de)K值響應曲(qu)線。标準渦(wo)輪K值計算(suan)公式爲:K=F/Q。
　　其(qi)中F爲标準(zhun)渦輪在某(mou)一流量範(fan)圍内的響(xiang)應頻率。Q=V/T(m~3/D),假(jia)設V爲某一(yi)固定體積(ji)容器,那麽(me)T即爲以某(mou)固定流量(liang)Q充滿固定(ding)體積V所用(yong)的時間。
　　由(you)上面圖表(biao)我們看到(dao),當Q1=Q2時,F1<F2,K1<K2.因此(ci)可以得出(chu),當流量--定(ding)時标定冷(leng)水的K值比(bi)熱水的K值(zhi)大。如果提(ti)高流量Q1使(shi)F1=F2,這時又出(chu)現下面的(de)情況:當F1=F2時(shi),Q1>Q2,K1>K2。.
3結論
(1)溫度(du)的變化會(hui)引起渦輪(lun)流量計金(jin)屬材料熱(re)脹冷縮,幾(ji)何尺寸的(de)變化會引(yin)起渦輪轉(zhuan)速的變化(hua),K值也會随(sui)之改變。
(2)當(dang)标定K值大(da)時,在同樣(yang)響應頻率(lü)時實際流(liu)量小。
(3)實驗(yan)中的溫度(du)參數對所(suo)用液體的(de)粘度和密(mi)度有很大(da)影響。

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