[提要]通(tōng)過實(shí)驗研究(jiū)，闡明了粘度(dù)對玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì) 的影(yǐng)響，歸(guī)納出aν/a-re、a'/a-v及(jí)qv'-v三種粘度修(xiū)正方法，以及這三種(zhǒng)修正(zhèng)方法(fǎ)的計(jì)算、應(yīng)用(yòng)和優缺(quē)點比(bǐ)較。
一、概述(shù)
　　玻璃(lí)轉子流量計屬于(yú)恒(héng)壓降(jiàng)儀表(biǎo)，其流量基(jī)本方程式(shì)，可用(yòng)類似于孔(kǒng)闆的(de)q=af√△p來表示。根(gēn)據該(gāi)表的工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)可知,被測(cè)介質(zhì)粘度的變化，對(duì)它的流量(liàng)指(zhǐ)示值有較大(dà)的影(yǐng)響。這就是(shì)要進(jìn)行玻(bō)璃(lí)轉(zhuǎn)子流(liú)量計粘度修正(zhèng)的目的。
　　雖(suī)然流(liú)量計的結(jié)構參(cān)數、浮子形狀等(děng)等有可能(néng)改善(shàn)粘(zhān)度(dù)對示值的(de)影響，但本(běn)文(wén)不(bú)作重點叙述，這裏就一定(dìng)結構(gòu)的儀表，通(tōng)過實(shí)驗，歸納(nà)出(chū)幾種可行的粘(zhān)度(dù)修正方法。這(zhè)幾種(zhǒng)方法(fǎ)的(de)應(yīng)用以及它們各自的(de)優缺點，便于指(zhǐ)導今後(hòu)玻璃轉(zhuǎn)子流(liú)量計(jì)粘度(dù)修正(zhèng)方(fāng)法的研(yán)究和實際應用(yòng)。
二、試驗設備和(hé)試驗方法
1.試驗(yàn)系統:
　　試驗是在系統(tǒng)精(jīng)度(dù)分别(bié)爲±0.2%和±0.5%的水流量(liàng)和(hé)油(yóu)流量試驗(yàn)裝置上進行(háng)的，二者均采用稱重法(fǎ)。整(zhěng)個試驗(yàn)裝置(zhì)，基本上由(yóu)水塔(或(huò)油(yóu)泵)，水(shuǐ)池(或油池(chí))、标準秤、控制台(tái)、計時(shí)器、自動(dòng)加砝碼器(或人工加砝碼(mǎ))、流(liú)量(liàng)調(diào)節伐(fá)、溫度(dù)計等部分組成，如圖(tú)一所(suǒ)示。
 
2.試驗(yàn)參數
(1)水流量(liàng)試驗:溫度(dù)爲25~35℃,壓力<2kgf/cm-2,粘(zhān)度近(jìn)似于(yú)1csto
(2)油流(liú)量試(shì)驗:采用30#機油，油(yóu)壓≤3kgf/cm2油溫(wēn)爲29~70℃，大緻(zhì)分成30℃、40℃、50℃、70℃四檔，借以調節(jiē)油的粘度(dù),粘度範圍15~70cst左右。
30#機油的(de)ρ(密(mì)度)一(yī)t℃(溫度)及(jí)v(運動學(xué)粘度(dù))-t℃的曲線分别見圖二、圖三。
 
　　試驗方法是比較簡(jiǎn)單的，将玻(bō)璃轉子流量計先放(fàng)在水流量(liàng)試驗裝置(zhì)上，按(àn)錐管上的(de)刻度，進行(háng)标定，得出(chū)每一刻度(dù)下的(de)實際(jì)流量，然後(hòu)再把它(tā)裝在油(yóu)流量(liàng)校驗裝置(zhì)上，按(àn)同樣(yàng)的刻度，标(biāo)出不(bú)同粘度下的(de)油(yóu)的實際流量。因爲油(yóu)的密度與水的(de)密度不同，所以(yǐ)還需按(àn)下述公(gōng)式進行密度修(xiū)正，以消(xiāo)除(chú)密度(dù)不同造成的示(shì)值誤(wù)差(chà)。
 
式中:
q---浮(fú)子在某一刻度(dù)時的實(shí)際(jì)水流(liú)量;
q'---不(bú)考慮粘度(dù)影響，隻是(shì)考慮(lǜ)由于(yú)介質(油)的(de)密度與水不同，而換(huàn)算成上述同一刻度下介(jiè)質(油(yóu))的實際流(liú)量，即(jí)修正(zhèng)後的(de)油流(liú)量指示值(zhí);
ρ、ρt、ρ'_分别爲水、浮子材料及介(jiè)質(油(yóu))的密度。

1. 試驗用轉子流量計的(de)規格(gé)品種見表1。

 
浮子(zǐ)形狀(見圖四所(suǒ)示(shì))。
錐管形(xíng)狀
錐(zhuī)管編(biān)号lzb25-01、lzb25一02、
lzb25--03、lzb25--04、lzb25--05的形狀(zhuàng)見(jiàn)圖五(wǔ)。
 
錐管(guǎn)編号605、606的形(xíng)狀見(jiàn)圖六(liù)
三、修正(zhèng)方法
　　經(jīng)過上(shàng)述試驗,得到(dào)一(yī)系列對應的流量計刻度下的水和(hé)粘(zhān)性(xìng)介質(zhì)(油)的(de)實際(jì)流量(liàng),即可繪成修正(zhèng)曲線
 
　　該種(zhǒng)修正(zhèng)曲線(xiàn)，即以(yǐ)粘性流體的流(liú)量系(xì)數α´;與(yǔ)理(lǐ)想流體(tǐ)(沒有粘性的流(liú)體,可用水(shuǐ)來代(dài)替，以下均用水作爲(wèi)理想流體(tǐ)，不(bú)再(zài)另作(zuò)說明)的流量系數(shù)α之(zhī)比作爲(wèi)縱(zòng)座标，而以雷(léi)諾(nuò)數re作(zuò)爲橫(héng)座标來描繪的。
　　雷諾數re用(yòng)下式表示:
 
式中(zhōng):.
q---某刻(kè)度值下介(jiè)質的(de)流(liú)量(liàng);
△f---某刻度值(zhí)處浮子和(hé)錐管(guǎn)之間(jiān)形成(chéng)的環隙(xì)面積(jī);
d--在(zài)某刻度值(zhí)處錐管的内(nèi)徑(jìng);
df一浮(fú)子的最大直徑(jìng)。
以(yǐ)(3)、(4)式(shì)代(dài)入(2)式，即(jí)
得到re的最後表(biǎo)示式
 
　　粘度修正(zhèng)系數(shù)應(yīng)理解爲(wèi)密度相(xiàng)同(tóng)的粘(zhān)性流體與理想(xiǎng)流體在(zài)流量計(jì)的同一刻(kè)度指(zhǐ)示值下，它(tā)們的(de)實際(jì)流量(liàng)值之(zhī)比(bǐ)，也(yě)即，修正系(xì)數Ɛ等于:
 
　　流體與(yǔ)理想(xiǎng)流體在流(liú)量計同(tóng)一刻度(dù)值下的實際流(liú)量之比。
上(shàng)述式中:.
f一(yī)浮子的最(zuì)大截(jié)面積;
v一浮(fú)子的體積;
g一重力加(jiā)速度(dù)。
　　理解這一(yī)點很重要(yào)，它可以幫(bāng)助我(wǒ)們在進(jìn)行(háng)實際(jì)粘度修(xiū)正試驗(yàn)時，不(bú)必非(fēi)去找(zhǎo)兩種密(mì)度相同(tóng)而一(yī)種是有粘性的另(lìng)一種是沒有(yǒu)粘性介質(zhì)不可(kě)，而可以直接用(yòng)水和另幾(jǐ)種有粘性的介質來(lái)代替，在描(miáo)繪曲線(xiàn)時(shí)不必(bì)考慮密度的修(xiū)正，隻要根據玻(bō)璃轉子流量計(jì)的基本公(gōng)式，通過試(shì)驗,求出ai、a就(jiù)行了。
　　這(zhè)類修正(zhèng)曲線如圖七。便(biàn)如果知道了某(mǒu)種介(jiè)質流動它(tā)的使用(yòng)也(yě)方北r.及此時浮(fú)子的(de)指示(shì)流量的，力下的雷(léi)諾(nuò)數(shù)那末根(gēn)據(jù)上(shàng)
 
變,由于橫座标不用(yòng)re而用v，因此流體的流速或者說(shuō)流體流量的影(yǐng)響和粘度(dù)的影(yǐng)響及口徑(jìng)的影響，已不能用單(dān)-的參量來表示(shì)。爲此，在描繪(huì)曲線時(shí)，必(bì)須(xū)考慮不同(tóng)口徑和不同的流量(liàng)下(或(huò)者說(shuō)浮子(zǐ)在不(bú)同的位置)av/a--v的修(xiū)正情況，這(zhè)類修(xiū)正曲(qǔ)線的(de)描繪(huì)如八(bā)所(suǒ)示。
 
3.q;-v修正曲線
　　這類修正(zhèng)曲線(xiàn)的縱座标(biāo)是以流量(liàng)q來表;示的(錐(zhuī)管.上的刻度(dù)流量(liàng))，整個曲(qǔ)線的(de)描繪是(shì)按錐管上(shàng)的刻(kè)度流量(或(huò)浮子(zǐ)的位置)來區分(fèn)的，也(yě)即一(yī)個刻(kè)度(dù)值有一(yī)條修(xiū)正曲(qǔ)線。應該注(zhù)意的(de)是(shì)，在(zài)描述(shù)粘性介(jiè)質的流(liú)量時，将粘性介質的(de)流(liú)量進行(háng)密度修正後，才能描述在曲線圖上。
　　即(jí)将(jiāng)測得的流(liú)量q;按(àn)下式(shì)計(jì)算(suàn)得到的q值(zhí)描在(zài)曲線圖上。
 
　　如果粘性(xìng)介，質的密度(dù)與水是(shì)一樣(yàng)的，那(nà)就無(wú)需進(jìn)行密度修(xiū)正，可(kě)以将(jiāng)得到的流(liú)量直接描(miáo)繪在(zài)曲線(xiàn)圖上(shàng)。此類(lèi)修正(zhèng)曲線見圖九。
　　這(zhè)類修正曲線在(zài)實際(jì)應用時相(xiàng)當方(fāng)便，隻(zhī)要知(zhī)道介(jiè)質的粘度v和浮子的刻度位置(zhì),.立即可以(yǐ)從曲(qǔ)線上(shàng)讀取(qǔ)它的流量qi。如果
 
四、修正方(fāng)法的比較(jiào).
　　這三種修(xiū)正曲(qǔ)線有它各自的特點，根(gēn)據(jù)具體情況加(jiā)以具體(tǐ)應用。α´v/a--re修(xiū)正曲線看起來是比較(jiào)簡單(dān)的。一(yī)種(zhǒng)形(xíng)狀的浮(fú)子(zǐ)幾乎(hū):隻要-根(gēn)修(xiū)正曲(qǔ)線就(jiù)能表示了(le)，因爲橫座(zuò)标采(cǎi)用了(le)雷諾數re這(zhè)一綜合性(xìng)量，因此曲(qǔ)線的形狀(zhuàng)将能(néng)綜合(hé)性的(de)反(fǎn)映有關參數(shù)如流量(liàng)q、粘(zhān)度(dù)v及(jí)尺寸等(děng)對(duì)粘度(dù)修正的(de)影(yǐng)響。另(lìng)外也(yě)能非常方(fāng)便的比較(jiào)各種(zhǒng)浮子的形(xíng)狀和(hé)有關參(cān)數(shù)對粘度修(xiū)正的(de)影響(xiǎng)。因而(ér)這類(lèi)曲線對于改進玻璃(lí)轉子流量計的設計(jì)，指導合理(lǐ)的選擇流量計的結(jié)構參(cān)數，有(yǒu)着非常重要的(de)意義，但作實際修正應(yīng)用比較麻煩(fán)，因雷諾數re中含有流量q，而(ér)q又是(shì)未知量。這(zhè)種修正方法的(de)另一個缺(quē)點是沒有考慮流量(liàng)系數a受浮子的(de)位(wèi)置變化(huà)而有(yǒu)所變化這一因(yīn)素，因(yīn)此，從(cóng)實驗(yàn)結果(guǒ)發(fā)現，繪制這類曲線時，粘度(dù)修正系(xì)數的(de)分散性較大(dà)，在re=0.5~250範圍内，最(zuì)大的(de)分散度可達±5%左(zuǒ)右。
　　α´v/a曲(qǔ)線(xiàn)是克服(fú)。α´v/a-re的缺點而繪a制(zhì)的。橫座(zuò)标以v代(dài)替re,故可(kě)不(bú)需預知要(yào)求的實際(jì)流量。但這(zhè)種修(xiū)正曲(qǔ)線也不夠(gòu)理想，因爲得(dé)到(dào)的修正數α´v/a不直觀地反(fǎn)映出變化的(de)流量值，尚(shàng)需進行一(yī)系列(liè)的運(yùn)算，才能(néng)求(qiú)得實際流(liú)量。再(zài)說在(zài)繪(huì)制修正曲線時，求取α´v/a一(yī)也(yě)是(shì)比(bǐ)較麻煩(fán)的。此外(wài),從圖五(wǔ)中也(yě)可看出,在(zài)低粘(zhān)度(dù)時，幾條曲線相彙(huì)于一(yī)起，因而查表精(jīng)度也不(bú)高。
　　至于(yú)q´v-v修正(zhèng)曲線(xiàn)，這種(zhǒng)方法(fǎ)在實際使(shǐ)用中(zhōng)是(shì)比(bǐ)較方便的(de)，它有(yǒu)制作(zuò)簡單、修正方便(biàn)、直觀(guān)易懂(dǒng)等特(tè)點，此外(wài)，因爲它(tā)是按(àn)照浮(fú)子的(de)位置來描(miáo)繪一(yī)族曲(qǔ)線(xiàn)的(de)，所(suǒ)以考慮了浮子位(wèi)置對(duì)粘度修正(zhèng)的影(yǐng)響。根據對五台φ25mma型(xíng)浮子測(cè)試結果，最大偏差(在同一v值下(xià))爲±12開(kāi),故最(zuì)大分(fèn)散度約爲(wèi)±2%。其中(zhōng)尚(shàng)且包括了由(yóu)于測(cè)溫位暨,得(dé)子的跳(tiào)動(dòng)和試驗介(jiè)質(zhì)ρ-t℃比曲線(xiàn)等所(suǒ)造成的誤差。這(zhè)種方法的(de)缺點是(shì)繪(huì)制(zhì)的粘度修正曲線(xiàn)多，工(gōng)作(zuò)量大。
五、結論(lùn)
　　玻璃轉子(zǐ)流量計(jì)的确是(shì)一種對被(bèi)測介質粘(zhān)度比較敏(mǐn)感的(de)儀表，因此(cǐ)，粘度(dù)修正是必(bì)要(yào)的。但是粘度(dù)對示(shì)值的影響(xiǎng)并不是完(wán)全-樣(yàng)的,它除了(le)與粘(zhān)度本身(shēn)的大小(xiǎo)有關外,還(hái)與流(liú)量計(jì)口徑的大(dà)小，流量(liàng)的(de)大小(xiǎo)及浮(fú)子結(jié)構型(xíng)式和具體的參數有關，表2、表3所(suǒ)列的試(shì)驗結果(guǒ)充分(fèn)說明了這(zhè)一點，也(yě)就是說,正确的選擇浮(fú)子(zǐ)的形狀(zhuàng)和結(jié)構參數(shù)，,可(kě)以減小粘度對(duì)玻璃轉子流量(liàng)計示(shì)值的影響(xiǎng)，因此如(rú)何(hé)合理的選(xuǎn)擇流量計(jì)浮(fú)子(zǐ)的形狀和(hé)設計(jì)合理的(de)結(jié)構參(cān)數是需要進--步(bù)研究的，其次說(shuō)明流(liú)量計的結(jié)構和參數(shù)如果選擇得較爲合(hé)理的(de)話(huà)，那末，粘(zhān)度不大的流體(tǐ)，隻是對小口(kǒu)徑(jìng)或小流量的示(shì)值才(cái)有(yǒu)影(yǐng)響，較(jiào)大口(kǒu)徑(jìng)或較大流量時，影響不(bú)大，可以不必(bì)修(xiū)正而仍(réng)能保持在一定的(de)精度(dù)要求(qiú)之内(nèi)。

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