摘要(yào):本文簡單(dān)介紹(shào)了渦(wō)輪流(liú)量(liàng)計(jì) 的工作(zuò)原(yuán)理和(hé)動态特(tè)性(xìng)通過(guò)實驗(yàn),找出渦輪流(liú)量(liàng)計(jì)響應特(tè)性的影響因素,溫度的(de)變化會(huì)引起渦輪流量(liàng)計金屬材料熱(rè)脹冷縮,幾何尺寸的(de)變化會引(yǐn)起渦輪轉(zhuǎn)速的(de)變化,k值(zhí)也會随(suí)之改(gǎi)變,儀表常數(shù)和流體的粘(zhān)滞性也有(yǒu)很大關系(xì),粘度越大,流量(liàng)的(de)線(xiàn)性範(fàn)圍愈小。反之粘(zhān)度越小,流量的線性範圍愈大(dà)。
0引言
　　在(zài)油田生産過程參數(如(rú)溫度(dù)、壓力等)檢測(cè)中(zhōng)，以流量測(cè)量最(zuì)爲複雜,是(shì)較難(nán)測量(liàng)的參(cān)數。而且,流量檢測在油田生産(chǎn)過程中(zhōng)又十分(fèn)重要,因(yīn)而引起了工(gōng)程(chéng)技(jì)術人員的廣泛興趣(qù)。渦輪流量(liàng)計是(shì)檢(jiǎn)測液體流量(liàng)的儀器之(zhī)--,但由于液(yè)體各參數(shù)(如溫度(dù)粘度.密(mì)度等(děng))的影響，使(shǐ)得(dé)渦輪流量計(jì)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中的測(cè)量有(yǒu)偏差(chà),給(gěi)生産帶(dài)來了困(kùn)難”。本文主(zhǔ)要(yào)研究不同(tóng)溫度(dù)下對渦輪(lún)響應k值的(de)影響(xiǎng)。
1渦輪流(liú)量計測量原(yuán)理
1.1基本原(yuán)理
　　渦(wō)輪流量計是一種速度(dù)式(shì)儀表,它是以動量矩(jǔ)守(shǒu)恒(héng)原理(lǐ)爲基礎的(de),流體沖擊(jī)渦輪葉片(piàn),使渦(wō)輪旋轉,渦輪的旋(xuán)轉速度(dù)随流量(liàng)的變化(huà)而變(biàn)化，最(zuì)後從(cóng)渦(wō)輪的(de)轉(zhuǎn)數求(qiú)出流量值,通過(guò)磁電轉換(huàn)裝置(zhì)(或機械(xiè)輸出裝(zhuāng)置)将渦(wō)輪轉速(sù)變(biàn)化(huà)成電脈沖(chòng),送人二(èr)次儀(yí)表(biǎo)進行(háng)計算和顯(xiǎn)示,由單位(wèi)時間電脈(mò)沖數和累計電脈沖數反(fǎn)映出(chū)瞬(shùn)時流量(liàng)和累(lèi)計流(liú)量。
1.2渦(wō)輪流(liú)量計的影(yǐng)響因素
　　渦輪流(liú)量計的理想特(tè)性曲線僅(jǐn)與儀(yí)表結(jié)構(gòu)參數有關,與流量變化無關(guān),儀表系數(shù)k爲(wèi)一(yī)常(cháng)數(shù)。而實(shí)際曲(qǔ)線并非如(rú)此,對于實際的(de)渦輪流量計，渦(wō)輪首先必(bì)須克(kè)服軸承(chéng)的靜摩(mó)擦力(lì)後才(cái)能(néng)轉(zhuǎn)動”。我(wǒ)們将渦輪(lún)克服靜(jìng)摩(mó)擦力矩所需的最小(xiǎo)流量值(zhí)稱(chēng)爲該渦輪(lún)的始(shǐ)動流(liú)量值(zhí)。當通過流量計的流量小于始動流量值時,渦(wō)輪不轉,無(wú)信号輸(shū)出。當流量大于始動排(pái)量以後,随(suí)着流(liú)量的增加,渦輪(lún)旋轉角速(sù)度也(yě)将增大。以後在測量(liàng)範(fàn)圍(wéi)内,流(liú)體産(chǎn)生(shēng)的阻力(lì)矩将(jiāng)成爲(wèi)影響流(liú)量計(jì)特性的(de)主要因素。相對(duì)來說(shuō),由軸承間(jiān)摩擦産(chǎn)生(shēng)的機(jī)械阻(zǔ)力矩就比較小了。流體産(chǎn)生的(de)阻(zǔ)力矩(jǔ)對渦輪的影(yǐng)響又(yòu)分爲(wèi)兩種(zhǒng)情況，當流(liú)體以(yǐ)較低速度流(liú)經(jīng)渦輪(lún),儀表常數(shù)是随(suí)被測液體的流(liú)量和(hé)運動粘度變化(huà)而(ér)變化的(de);當流(liú)體以較高速度流經渦輪(lún),儀表常數隻與儀表(biǎo)本(běn)身的結(jié)構參(cān)數有(yǒu)關,而與流(liú)量無關。隻(zhī)有這種狀态時,儀表(biǎo)常數(shù)才真(zhēn)正表(biǎo)示了常數的性(xìng)質(zhì)。渦輪流(liú)量計的流量範(fàn)圍就(jiù)是根據這一-區間來(lái)确定(dìng)的眼。
2實驗及結(jié)果分(fèn)析
2.1實(shí)驗數(shù)據-渦輪在水中(zhōng)不同溫度下(xià)的(de)響應
　　不同溫度(dù)下,用水(shuǐ)标定渦輪k值的情況如(rú)表1,從表(biǎo)1中可以(yǐ)發現,由于水的(de)溫度有所增加(jiā),渦輪的(de)k(k=f/q)值相對(duì)減小(xiǎo)。
 
2.2實驗數據(jù)-渦輪在油中不(bú)同溫(wēn)度下的響應
　　不同溫度下(xià),标準渦(wō)輪(lún)對油流量的響應數(shù)值如下表(biǎo)：
 
　　根據(jù)上表做出油對k值得響應(yīng)特性(xìng)曲線,如(rú)圖(tú)1所示(shì),冷油(yóu)(16度)對k值的響(xiǎng)應(yīng)特性,即f=119.7q-46.383;熱(rè)油(60度)對k值的(de)響應特性,即:
f=107.04q-20.484。
由此(cǐ),我們可(kě)以(yǐ)推導(dǎo)出:
q=(f1+20.48)/107.04(1)
q2=(f2+46.38)/119.7(2)
　　式(shì)中:q1-熱油流(liú)量;q2-冷(lěng)油流量;f1渦(wō)輪對(duì)qt的頻率(lǜ)響(xiǎng)應值(zhí);f2-渦輪(lún)對q2的(de)頻率響(xiǎng)應值。
将(jiāng)公式(1)(2)組(zǔ)成(chéng)方程組,解(jiě)得:
(1)當f=f1=f2=142.2時,q1=q2;.
(2)當(dāng)f=f1=f2>142.2時,k值大的渦(wō)輪流速相對(duì)較小(xiǎo);
(3)當f=f1=f2<142.2時(shí),k值大的渦輪流速相對較大。
　　如(rú)圖(tú)2爲标準(zhǔn)渦輪(lún)在不(bú)同流量.不同油(yóu)溫下(xià)的k值(zhí)響應曲線(xiàn)。标準渦輪k值計算公(gōng)式爲:k=f/q。
　　其中(zhōng)f爲标(biāo)準渦(wō)輪在(zài)某一流量範圍(wéi)内的響(xiǎng)應頻率。q=v/t(m~3/d),假設(shè)v爲某一固(gù)定(dìng)體積容器,那(nà)麽t即爲(wèi)以(yǐ)某固定流量q充滿固定體(tǐ)積v所用的時間。
　　由上面圖表我們看到,當(dāng)q1=q2時,f1<f2,k1<k2.因此可(kě)以得(dé)出,當(dāng)流(liú)量--定時(shí)标定(dìng)冷水的k值(zhí)比熱(rè)水(shuǐ)的k值大(dà)。如果提(tí)高流量(liàng)q1使f1=f2,這(zhè)時(shí)又出(chū)現(xiàn)下面的(de)情(qíng)況:當(dāng)f1=f2時,q1>q2,k1>k2。.
3結(jié)論(lùn)
(1)溫度的(de)變化會引起渦(wō)輪流量(liàng)計(jì)金屬(shǔ)材料熱(rè)脹(zhàng)冷縮(suō),幾何尺寸(cùn)的變化會引(yǐn)起(qǐ)渦輪(lún)轉速(sù)的變(biàn)化,k值也會随之改變(biàn)。
(2)當标(biāo)定k值大時(shí),在同樣響(xiǎng)應頻率時實際流量(liàng)小。
(3)實驗中的溫(wēn)度參數對所用(yòng)液體(tǐ)的粘度和密度(dù)有很大影(yǐng)響。

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