1引(yǐn) 言
    工(gōng)業生産過(guò)程參(cān)數如溫(wēn)度,壓力(lì)等檢測中以流量和(hé)各相持率(lǜ)測量複雜是較(jiào)難測量的(de)兩個(gè)參數。因(yīn)而引起(qǐ)了工(gōng)程(chéng)技術人員(yuán)的興趣。随着(zhe)工業(yè)的發展被(bèi)測對(duì)象不再限(xiàn)于單相(xiàng)而要對(duì)多相(xiàng)流(liú),混(hùn)合狀(zhuàng)态的(de)流量進行(háng)測量-測量多(duō)相流的(de)技術難度(dù)要比(bǐ)單相(xiàng)流體(tǐ)的正确測量大(dà)得多知道(dào)單相流體的密度(dù),粘(zhān)度及測量(liàng)裝置的幾何(hé)結(jié)構 便可以對單相流進行定量(liàng)分析(xī)。如果能(néng)利用(yòng)多(duō)相流中每(měi)一相(xiàng)的上述各物理(lǐ)量對多相流進(jìn)行測量得話就(jiù)很方便，-但遺憾(hàn)的是多相(xiàng)流體的特性(xìng)遠比單(dān)相流體的(de)特性(xìng)複雜得多(duō)如各(gè)組分之間(jiān)不能(néng)均勻混合,混合(hé)流體(tǐ)的異(yì)常性(xìng),流型(xíng)轉變相對(duì)速(sù)度,流體(tǐ)性質(zhì),管道結構(gòu),流動方向(xiàng)等因(yīn)素将(jiāng)導緻渦輪流量(liàng)傳感器響應特(tè)性的改變.
    渦輪(lún)流量傳感器(qì) 和(hé)顯示儀表(biǎo)組成(chéng)的液體(tǐ)渦輪流(liú)量計以良好的重複性,寬(kuān)廣的(de)線性(xìng)工作區和(hé)精度(dù)高(gāo)而受到(dào)用戶的歡迎.液(yè)體渦輪流量計(jì)在測(cè)量單相時(shí)工作穩(wěn)定性較 好但在多(duō)相流(liú)動時由(yóu)于各相的速度,粘度,局(jú)部(bù)持率(lǜ)等(děng)因素(sù)影響渦輪轉速(sù)-按常規同一流(liú)量所(suǒ)對(duì)應的渦(wō)輪轉速保持不(bú)變即儀器常數(shù)不變(biàn)-但在多相流動時(shí)即使在(zài)總流量(liàng)保(bǎo)持不(bú)變的情況(kuàng)下混(hùn)合流體的(de)密度發生變化(huà)也(yě)會(huì)引起渦輪(lún)轉速(sù)的很大變化-由于在(zài)多相(xiàng)流動(dòng)中渦輪響應特(tè)性發(fā)生(shēng)了變化(huà)目前(qián)面臨的問(wèn)題是渦(wō)輪流量傳感(gǎn)器是否能(néng)成(chéng)功(gōng)地應(yīng)用于(yú)多相(xiàng)流的(de)測量(liàng)及如(rú)何(hé)設(shè)計用于多相流測量(liàng)的渦輪流量傳感器-就此問題(tí) 這裏首先對渦輪傳感器進行了理論分析然(rán)後給出三(sān)相流(liú)動中(zhōng)液體渦輪流量計的(de)實驗(yàn)響應特性(xìng)最後總結出用(yòng)液體(tǐ)渦輪(lún)流量計測(cè)量多相(xiàng)流流量(liàng)的半理論(lùn)半經(jīng)驗公(gōng)式
2.液體渦輪流量計(jì)測量原理(lǐ)
2.1流量計的(de)響應方程(chéng)
    液體渦輪(lún)流(liú)量計 通(tōng)過渦輪轉(zhuǎn)數反映被測(cè)流量的(de)大小渦輪轉數(shù)n與流(liú)量q之間的(de)關系可以(yǐ)表示爲n=k(q-q)
式(shì)中:k-儀表常(cháng)數
q-啓動流量通(tōng)過标定獲得
2.2液體渦(wō)輪(lún)流量計(jì)固有(yǒu)儀表常數(shù)的理論計(jì)算
液體渦輪流量計固有(yǒu)儀表常數(shù)k0主要與(yǔ)渦輪傳(chuán)感器 結構參(cān)數(shù)有關(guān) 圖(tú)(1), k0可(kě)按下(xià)式計算


    式2可見,對确(què)定的渦輪(lún)流量傳感器)易(yì)知口徑(jìng)d大, k0值小(xiǎo),葉片數n大(dà), k0值大(dà)等.如(rú)果要獲得(dé)較大的儀表常數,就要對渦輪(lún)傳感(gǎn)器的結構參數進行優化(huà)設計,從圖2(可以看出,葉片高度(dù);增加, k0增大(dà),導程(chéng)角增大, k0增(zēng)大(dà).對(duì)于￠19的過環(huán)空大(dà)排量液(yè)體渦輪流量(liàng)計而言,由(yóu)上式計算得k0=74.567rpm/m3/d而(ér)水中标定的kw=78.89rpm/m3/d,表(biǎo)1給出不同口徑(jìng)和不同(tóng)導程角下液(yè)體(tǐ)渦輪流(liú)量計(jì)固有儀表常數的計算值(zhí).

3.液體渦輪(lún)流量(liàng)計在多(duō)相流中(zhōng)的響應(yīng)實(shí)驗
    實驗在以空(kōng)氣、柴(chái)油和(hé)水(shuǐ)爲(wèi)介質(zhì)的三(sān)相流動模(mó)拟裝置中(zhōng)進行(háng)，透明(míng)的井筒内(nèi)徑爲(wèi)125mm流體全部集流後進入流量計,實驗(yàn)發現,總流量(liàng)相(xiàng)等,但(dàn)流動密度(dù)不等(děng)的實(shí)驗, k0值變化(huà)較大;流動(dòng)密度(dù)相等,總流量不等的(de)實(shí)驗, k0值變(biàn)化較(jiào)小圖(tú)(3).多相(xiàng)流動中(zhōng)渦輪儀(yí)器常數校正因(yīn)子ck與流(liú)動(dòng)密度pn之間(jiān)的統計關(guān)系爲ck=pn 0.5次方(fāng)

4．多相流流量(liàng)測量
    由于機械(xiè)加工(gōng)及安裝工(gōng)藝等方面的原(yuán)因，按(àn)液(yè)體渦(wō)輪(lún)流量計固(gù)有儀表常(cháng)數(shù)設計的(de)渦輪，必須在水中标(biāo)定後(hòu)才能(néng)使用，設(shè)水(shuǐ)中标(biāo)定的(de)渦輪(lún)儀表常數爲(wèi)kw則通過(guò)上述理論計算(suàn)和實驗,歸納總(zǒng)結出(chū)液體渦輪(lún)流量計(jì)在多相(xiàng)流動(dòng)中的響應(yīng)方程(chéng)爲:
q=n/k+q
k=kw+k0(pn 0.5次(cì)方-1_
式中kvv爲水中标定(dìng)的儀表常數
    如(rú)果用全集流型(xíng)液體(tǐ)渦(wō)輪流量計測得(dé)渦輪轉數n,在(zài)标準計量(liàng)裝置(zhì)上(shàng)通過标(biāo)定獲得kw和q結合(hé)輔助(zhù)參(cān)數pn就可(kě)以用公式(3)計算出多相流總量(liàng).用(3)式在油(yóu)井(jǐng)的(de)油、氣、水多相流(liú)流量測量(liàng)中得(dé)到了(le)實際應用(yòng)，計算誤差(chà)在5%以(yǐ)内。
5.結論
    通過理(lǐ)論計算(suàn)和(hé)多相流實驗)總結出(chū)了液體(tǐ)渦輪流(liú)量(liàng)計儀器常數(shù)在多相流動中的實(shí)驗(yàn)關系)結合理論和(hé)實驗)給出了用液體(tǐ)渦輪流量(liàng)計測(cè)量多相流總(zǒng)流(liú)量的半(bàn)經(jīng)驗半(bàn)理論關(guān)系式)實(shí)際應用證明該(gāi)方法可行(háng)。