流體黏度對渦輪流量計性能的影響

隨著我國工業(yè)的不斷發(fā)展，科學技術(shù)的不斷進步，渦輪流量計作為速度式流量計的典型代表，被廣泛應(yīng)于貿(mào)易結(jié)算、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境保護、科學研究等重大領(lǐng)域。由于許多用戶對該流量計的參數(shù)及計量概念不太了解，所以經(jīng)常錯誤地認為渦輪流量計在同一種介質(zhì)不同黏度下，線性度、系數(shù)也是一樣的，從而出現(xiàn)了測量數(shù)據(jù)與真實數(shù)據(jù)相差甚遠的情況。本文將用一系列實驗數(shù)據(jù)清楚地說明黏度對渦輪流量計特性曲線、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)出被測流體的瞬時流量和累積流量，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 渦輪流量計的結(jié)構(gòu)
（1）流體黏度。由于流體流動時內(nèi)部會產(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等值反向的力，速度較快的流層帶動速度較慢的層，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動黏度，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流量計發(fā)出的脈沖數(shù)，單位為L-1，計算公式如下：

式中：Kij為第i檢定點第j次檢定時的系數(shù)，L-1；Nij為第i檢定點第j次檢定時的流量計顯示儀表測得的脈沖數(shù)；Vij為第i檢定點第j次檢定時標準裝置測得的實際體積，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檢定點第j次檢定時標準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檢定點第j次檢定時標準裝置和流量處的液體表壓力，Pa；n為每點檢定次數(shù)；（Ki）max為流量計在流量檢定點得到的Ki中的zui大值；（Ki）min為流量計在流量檢定點得到的Ki中的zui小值。
（3）線性度。在規(guī)定條件下，渦輪流量計校準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。計算公式如下：

式中：E為流量計的線性度。
2 檢測設(shè)備及條件
（1）大氣壓：101818Pa。
（2）介質(zhì)：航空潤滑油。
（3）檢定裝置：航空潤滑油流量標準裝置。
（4）被檢表：型號為LWGY-1，編號為0906280