摘要:在實(shi)際應用中(zhong)，燃油流量(liang)計 常會工(gong)作于非穩(wen)定流量狀(zhuang)态下，此時(shi)流量計的(de)計✏️量性能(neng)可能㊙️會發(fa)生變化。利(li)用燃油動(dong)态流量标(biao)準😍裝置，對(dui)科裏奧利(li)質量流量(liang)計和容積(ji)式刮闆流(liu)量計分别(bie)進行非穩(wen)态流🧑🏽‍🤝‍🧑🏻量試(shi)驗，分析了(le)非穩态流(liu)量環境對(dui)這兩種流(liu)量🔞計測量(liang)結♈果的影(ying)響，并給出(chu)了👣使用和(he)校準建議(yi)。
0引言
　　目前(qian)，實驗室均(jun)是在穩态(tai)流量條件(jian)下，對 流量(liang)計 進行檢(jian)定或校準(zhun)試驗，即通(tong)過流量标(biao)準裝置提(ti)供穩定的(de)标準流量(liang)，将流量計(ji)的示值與(yu)标準流量(liang)值📱進行比(bi)較🔆，計算♉誤(wu)差，從而評(ping)價流量計(ji)的計量性(xing)能，例如: 渦(wo)輪流量計(ji) 檢定規程(cheng)要求在特(te)定流量點(dian)下進行試(shi)驗，并且要(yao)求“在檢定(ding)過程中，每(mei)調整一個(ge)流量點，都(dou)應待壓力(li)、溫度、流量(liang)穩定後方(fang)可進行檢(jian)定”山。然而(er)實際工況(kuang)♌中的流🔆量(liang)往往是非(fei)穩态的，例(li)🏃如飛機在(zai)起飛、爬升(sheng)、俯沖、巡航(hang)、加力、滑翔(xiang)🈲、降落等飛(fei)行狀态時(shi)🔞，發動機的(de)耗油速率(lü)、耗油量均(jun)會發生急(ji)劇變化，燃(ran)油管道内(nei)會産生流(liu)場變✊化和(he)壓力變化(hua)，因此有必(bi)要對流量(liang)計非穩态(tai)下的計量(liang)性能進行(hang)研究。
　　近年(nian)來，國内學(xue)者針對渦(wo)輪流量計(ji)和科裏奧(ao)利質量流(liu)量進✌️行🥵了(le)動态響應(ying)的理論分(fen)析和仿真(zhen)口2-3，但相關(guan)試驗📞相對(dui)較少。利用(yong)燃油動态(tai)流量标準(zhun)裝置，對科(ke)裏奧利質(zhi)量流量計(ji)和容積式(shi)刮闆流量(liang)計分别進(jin)行非穩态(tai)流量試驗(yan)。
1流量計原(yuan)理及數學(xue)模型
1.1科裏(li)奧利質量(liang)流量計
　　科(ke)裏奧利質(zhi)量流量計(ji)基于科裏(li)奧利力效(xiao)應，直接.測(ce)量流體的(de)質量流量(liang)，簡稱科氏(shi)質量流量(liang)計(CoriolisMassFlowmeter,CMF)。該流量(liang)計内部♌設(she)計有振動(dong)的測量管(guan)，流體在測(ce)量管中的(de)流動相當(dang)于直線運(yun)動，而測💔量(liang)管的振動(dong)會産生一(yi)個角速度(du)，由于振動(dong)是受到外(wai)加電磁🏃‍♂️場(chang)驅動的，有(you)着固定的(de)頻率，因此(ci)，流體在管(guan)道中受到(dao)的科裏奧(ao)利力僅與(yu)其質量和(he)運動速度(du)有關，而質(zhi)量和運動(dong)速度及👣流(liu)速的乘積(ji)就是需要(yao)測量的質(zhi)量流量😘，因(yin)此通過測(ce)量流體在(zai)管道中受(shou)到的科裏(li)奧利力，便(bian)可以測量(liang)其質量流(liu)量。其數⛹🏻‍♀️學(xue)模型爲

　　當(dang)流體流過(guo)振動的測(ce)量管時，在(zai)測量管中(zhong)産生的科(ke)裏奧利🏃力(li)會引起振(zhen)動管發生(sheng)微小變形(xing)，從而産生(sheng)進㊙️口和出(chu)口的相位(wei)差，如圖1所(suo)示。當流量(liang)爲零時📐，即(ji)流體停滞(zhi)不流動時(shi)，入口A和出(chu)口B處的相(xiang)位差爲零(ling)。當有流體(ti)流過時，測(ce)量管入口(kou)A處振動🐆減(jian)速，出口B處(chu)振動加速(su)，當質量流(liu)量增加時(shi)，相位差也(ye)增加，通過(guo)入口和出(chu)口的電磁(ci)式相位傳(chuan)感器，即可(ke)測量管🌏子(zi)的振動相(xiang)位。科裏奧(ao)利質量流(liu)量計的K系(xi)數就是質(zhi)量流量與(yu)相位差的(de)特征數。

1.2容(rong)積式流量(liang)計
　　容積流(liu)量計是一(yi)種利用定(ding)容積器件(jian)連續測量(liang)流✨體總量(liang)⭐的儀表，亦(yi)稱爲正排(pai)量流量計(ji)(PositiveDisplace-mentFlowmeter，PDF)[4]。選用的容(rong)積式刮闆(pan)流量計的(de)結構如圖(tu)2所示，其結(jie)構由柱形(xing)計量腔體(ti)、一個阻塞(sai)轉子(Blockingrotor)和兩(liang)個移動轉(zhuan)子(Displace-mentrotors)構成。在(zai)轉子轉動(dong)的一個周(zhou)期内的任(ren)何⛹🏻‍♀️位置，計(ji)量腔體、阻(zu)塞轉子以(yi)及至少一(yi)個位移轉(zhuan)子之間始(shi)終保持着(zhe)連🔅續的密(mi)封。

　　當流體(ti)通過流量(liang)計時，會推(tui)動計量腔(qiang)内部的轉(zhuan)子轉☁️動，轉(zhuan)💚動中的轉(zhuan)子将流體(ti)分割，流體(ti)的流動與(yu)轉子的轉(zhuan)動🧑🏾‍🤝‍🧑🏼同時進(jin)行。當流體(ti)進入計量(liang)腔時，流體(ti)不斷的被(bei)分割和👌測(ce)量，與♊此同(tong)時前部的(de)流體通過(guo)流量計并(bing)進入下遊(you)管道。由于(yu)計量腔的(de)容♋積是已(yi)知的，且阻(zu)塞轉🐪子的(de)每一次旋(xuan)轉中通過(guo)流量計的(de)體積量都(dou)是相同的(de)，通過測量(liang)轉子的轉(zhuan)數，即可得(de)到通過流(liu)量計的累(lei)㊙️積流量。容(rong)積式流量(liang)計的理論(lun)公式爲
Q=Kn　　　　　　　　(2)
式(shi)中:Q爲流體(ti)總量;K爲儀(yi)表系數;n爲(wei)分割流體(ti)機構的轉(zhuan)📧數。

2非穩态(tai)流量源
　　本(ben)次試驗所(suo)使用的标(biao)準裝置爲(wei)燃油動态(tai)流量标準(zhun)裝置，該裝(zhuang)📐置采用主(zhu)動式活塞(sai)體積管作(zuo)爲标準器(qi)，其擴展測(ce)量🥰不确定(ding)度U=0.05%(k=2)，原理如(ru)圖4所示。

　　燃(ran)油動态流(liu)量标準裝(zhuang)置的工作(zuo)原理爲:工(gong)作過程🌈.中(zhong)電機旋轉(zhuan)，驅動滾珠(zhu)絲杠帶動(dong)标準體積(ji)管活塞👈左(zuo)行，排出液(ye)體流經控(kong)制閥門及(ji)被檢流量(liang)計後經過(guo)過濾✊器回(hui)到❗儲油箱(xiang)💯;同時，儲油(you)箱裏的油(you)經過下遊(you)管段進入(ru)标準體積(ji)管。通過設(she)置電機的(de)轉速實☁️現(xian)非穩态流(liu)量，通過采(cai)集光栅值(zhi)來确定活(huo)塞的移✨動(dong)位置，由于(yu)截面積已(yi)知，可準确(que)計算得到(dao)标準流量(liang)值。.
3試驗結(jie)果分析
　　選(xuan)用直管式(shi)科裏奧利(li)質量流量(liang)計和容積(ji)式刮闆流(liu)量計作爲(wei)試驗對象(xiang)，分别進行(hang)穩态流量(liang)試驗和非(fei)穩态流量(liang)試驗。試驗(yan)流量計選(xuan)型如表1所(suo)示。試驗介(jie)質爲航空(kong)燃油RP-3，密度(du)約爲780m'/h，運🐇動(dong)粘度約爲(wei)1.591mm2/s。
3.1穩态下試(shi)驗
　　在穩态(tai)流量下，參(can)照國家檢(jian)定規程分(fen)别對科裏(li)奧利質🐇量(liang)🧡流量計和(he)刮闆流量(liang)計進行校(xiao)準試驗，得(de)到的試📞驗(yan)數據如表(biao)2與表3所示(shi)。

　　試驗數據(ju)表明，選用(yong)的科裏奧(ao)利質量流(liu)量計和刮(gua)闆流量計(ji)在🍓穩态流(liu)量下誤差(cha)很小，具有(you)較好精度(du)💃🏻。
3.2非穩态下(xia)試驗
　　調節(jie)燃油流量(liang)标準裝置(zhi)中的電機(ji)轉速，使裝(zhuang)置産生的(de)流量按照(zhao)一定的斜(xie)率逐漸變(bian)化，流量變(bian)化如圖5所(suo)示。

　　此時，對(dui)科裏奧利(li)質量流量(liang)計分别進(jin)行流量遞(di)增✌️校準測(ce)試和流量(liang)遞減校準(zhun)測試，重複(fu)測試3次，得(de)到試驗數(shu)據如表4所(suo)示。
同樣的(de)對刮闆流(liu)量計分别(bie)進行流量(liang)遞增校準(zhun)測試和流(liu)量遞減校(xiao)準測試，重(zhong)複測試3次(ci)，得到試驗(yan)數據如🌈表(biao)5所示。

　　上述(shu)數據表明(ming)，在瞬時流(liu)量qs連續增(zeng)大的過.程(cheng)中，科♍裏奧(ao)利質量流(liu)量計的儀(yi)表系數會(hui)減小，其顯(xian)示流量值(zhi)小于标準(zhun)流量;在瞬(shun)時流量qs連(lian)續減小的(de)過程中，科(ke)裏奧利質(zhi)💯量流量計(ji)的儀表系(xi)數會增大(da)，其顯示流(liu)量值大于(yu)标準流量(liang)。而對💛于刮(gua)闆流量計(ji)，無論⭐瞬時(shi)流量qs增大(da)還是減小(xiao)，其儀表系(xi)數未發生(sheng)明顯變化(hua)。
4結論
　　 在非(fei)穩态流量(liang)條件下，容(rong)積式流量(liang)計的計量(liang)性能要優(you)于💞科☀️裏奧(ao)利質量流(liu)量計，在非(fei)穩态流量(liang)測量時，推(tui)薦優先選(xuan)📱擇容積式(shi)流量計。對(dui)科裏奧利(li)質量💃流量(liang)計進行檢(jian)👨‍❤️‍👨定或者校(xiao)準試☎️驗時(shi)，要求标準(zhun)裝置必須(xu)提供穩定(ding)流量源，否(fou)則會産生(sheng)非穩🐉态下(xia)的測👈量誤(wu)差。

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