由于缺乏足夠的數(shù)據(jù)對比,多工況下渦輪流量計標定曲線之間的差異性問題一直受到儀表研究者的關(guān)注。在天然氣貿(mào)易交接過程中,渦輪流量計在常壓空氣下的檢定結(jié)論和標定數(shù)據(jù)能否應(yīng)用于高壓工況一直存在爭議。為了對比多工況下渦輪流量計的標定曲線,使用高壓空氣環(huán)道流量標準裝置,在1.6～5.0 MPa之間3個工作壓力下對渦輪流量計進行了標定,3條標定曲線在低雷諾數(shù)區(qū)域出現(xiàn)明顯的分散,標定數(shù)據(jù)最大相差0.65%。隨著雷諾數(shù)增加,3條標定曲線逐漸接近,最終標定數(shù)據(jù)之間的差異不超過0.2%。應(yīng)用渦輪流量計物理模型的函數(shù)形式分析并解釋了標定曲線簇的形態(tài)。結(jié)果表明,軸承阻力是導(dǎo)致標定曲線分散的原因,而隨著雷諾數(shù)的增加,僅和雷諾數(shù)有關(guān)的流體粘性阻滯力矩逐漸成為阻滯力矩的主要部分,因而多個工況下標定曲線趨于聚合。變粘度液體渦輪流量計的標定實驗也可以觀察到類似的曲線簇形態(tài),這表明標定曲線的分散與聚合和流體的運動粘度有關(guān)。標定曲線的聚合減弱了工況條件引起的物性變化對渦輪流量計準確度的影響,如果渦輪流量計能夠在高雷諾數(shù)下保持良好的線性度,就可以將其很好地應(yīng)用于多工況的測量工作。 

【文章來源】：儀器儀表學(xué)報. 2020,41(11)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

渦輪流量計在常壓、高壓空氣和天然氣工況下的誤差對比

各個工況下的標定曲線如圖6所示,試驗結(jié)果用儀表系數(shù)Kf表示,原技術(shù)報告是以水標定的儀表系數(shù)作為參照,經(jīng)歸一化處理后作為縱坐標,橫坐標是體積流量量程的百分比,為方便分析,將標定數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為圖7所示(橫坐標以雷諾數(shù)表示)。物性方面,58.9和78.9 atm的高壓氮氣分別與液氫的密度和運動粘度很接近,所以標定結(jié)果對比符合流動相似準則的要求。6組標定數(shù)據(jù)在量程的低區(qū)(<50%FS,Re<5×105)差異較大,標定曲線呈現(xiàn)出“扇形”特征,隨著雷諾數(shù)上升,差異逐漸減小,“扇形”趨于收斂。4個高壓氮氣(工況壓力≥38.1 atm)以及液氫的標定數(shù)據(jù)在量程的高區(qū)很接近,5條標定曲線聚合于一個0.5%的區(qū)間(如圖7中帶狀部分所示)。如果以該區(qū)間作為僅與雷諾數(shù)相關(guān)的聚合域,4條高壓氮氣標定曲線隨著壓力的上升,依次進入該區(qū)間,正如前文的分析,工況壓力越高,進入聚合域所對應(yīng)的雷諾數(shù)也越大。圖7 流量計在液氫和高壓氮氣工況下的標定曲線

流量計在液氫和高壓氮氣工況下的標定曲線

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3554610