流體黏度對(duì)渦輪流量計(jì)性能的影響

隨著我國(guó)工業(yè)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，渦輪流量計(jì)作為速度式流量計(jì)的典型代表，被廣泛應(yīng)于貿(mào)易結(jié)算、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)、科學(xué)研究等重大領(lǐng)域。由于許多用戶對(duì)該流量計(jì)的參數(shù)及計(jì)量概念不太了解，所以經(jīng)常錯(cuò)誤地認(rèn)為渦輪流量計(jì)在同一種介質(zhì)不同黏度下，線性度、系數(shù)也是一樣的，從而出現(xiàn)了測(cè)量數(shù)據(jù)與真實(shí)數(shù)據(jù)相差甚遠(yuǎn)的情況。本文將用一系列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)清楚地說(shuō)明黏度對(duì)渦輪流量計(jì)特性曲線、線性度的影響。
1 原理結(jié)構(gòu)及概念
渦輪流量計(jì)利用置懸流體中葉輪感受流體的平均流速而推導(dǎo)出被測(cè)流體的瞬時(shí)流量和累積流量，一般由葉輪、導(dǎo)流器、*磁鋼、感應(yīng)線圈、前置放大器等部分組成。渦輪流量計(jì)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1—葉輪；2—導(dǎo)流器；3—*磁鋼；4—感應(yīng)線圈；
5—前置放大器；6—外殼。
圖1 渦輪流量計(jì)的結(jié)構(gòu)
（1）流體黏度。由于流體流動(dòng)時(shí)內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生魔擦，所以各層的速度是不同的，在相鄰層的接觸面存在一對(duì)等值反向的力，速度較快的流層帶動(dòng)速度較慢的層，使之加快速度，速度較慢層阻滯較快層，使之減速，這種阻滯力稱為內(nèi)摩擦力，而流體黏度是內(nèi)摩擦的量度，是流體反抗形變的能力。各類流體的黏度不一，對(duì)于一般流體，黏度是溫度與壓力的函數(shù)。文中提到的黏度均為運(yùn)動(dòng)黏度，單位為cSt，1cSt=10-6m2/s。
（2）系數(shù)。儀表系數(shù)K是指單位體積的流體通過(guò)流量計(jì)發(fā)出的脈沖數(shù)，單位為L(zhǎng)-1，計(jì)算公式如下：

式中：Kij為第i檢定點(diǎn)第j次檢定時(shí)的系數(shù)，L-1；Nij為第i檢定點(diǎn)第j次檢定時(shí)的流量計(jì)顯示儀表測(cè)得的脈沖數(shù)；Vij為第i檢定點(diǎn)第j次檢定時(shí)標(biāo)準(zhǔn)裝置測(cè)得的實(shí)際體積，L；β為檢定用液體在檢定狀態(tài)下的體膨脹系數(shù)；（θs）ij、（θm）ij分別為第i檢定點(diǎn)第j次檢定時(shí)標(biāo)準(zhǔn)裝置和流量處的液體溫度，℃；κ為檢定用液體在檢定狀態(tài)下的壓縮系數(shù)；（ps）ij、（pm）ij分別第i檢定點(diǎn)第j次檢定時(shí)標(biāo)準(zhǔn)裝置和流量處的液體表壓力，Pa；n為每點(diǎn)檢定次數(shù)；（Ki）max為流量計(jì)在流量檢定點(diǎn)得到的Ki中的zui大值；（Ki）min為流量計(jì)在流量檢定點(diǎn)得到的Ki中的zui小值。
（3）線性度。在規(guī)定條件下，渦輪流量計(jì)校準(zhǔn)曲線與擬合直線間的zui大偏差與滿量程輸出間的百分比稱為線性度。該值越小，表明線性特性越好。計(jì)算公式如下：

式中：E為流量計(jì)的線性度。
2 檢測(cè)設(shè)備及條件
（1）大氣壓：101818Pa。
（2）介質(zhì)：航空潤(rùn)滑油。
（3）檢定裝置：航空潤(rùn)滑油流量標(biāo)準(zhǔn)裝置。
（4）被檢表：型號(hào)為L(zhǎng)WGY-1，編號(hào)為0906280