摘(zhai)要:本(ben)文簡(jian)單介(jie)紹了(le)渦輪(lun)流量(liang)計 的(de)工作(zuo)原理(li)和動(dong)态特(te)性通(tong)過實(shi)驗,找(zhao)出渦(wo)輪流(liu)量計(ji)響應(ying)特性(xing)的影(ying)響因(yin)素,溫(wen)度的(de)變化(hua)會引(yin)起渦(wo)輪流(liu)量計(ji)金屬(shu)材料(liao)熱脹(zhang)冷縮(suo),幾何(he)尺寸(cun)的變(bian)化會(hui)引起(qi)渦輪(lun)轉速(su)的變(bian)化,K值(zhi)也會(hui)随之(zhi)改變(bian),儀表(biao)常數(shu)和流(liu)體的(de)粘滞(zhi)性也(ye)有很(hen)大關(guan)系,粘(zhan)度越(yue)大,流(liu)量的(de)線性(xing)範圍(wei)愈小(xiao)。反之(zhi)粘度(du)越小(xiao),流量(liang)的線(xian)性範(fan)圍愈(yu)大。
0引(yin)言
　　在(zai)油田(tian)生産(chan)過程(cheng)參數(shu)(如溫(wen)度、壓(ya)力等(deng))檢測(ce)中，以(yi)流量(liang)測量(liang)最爲(wei)複雜(za),是較(jiao)難測(ce)量的(de)參數(shu)。而且(qie),流量(liang)檢測(ce)在油(you)田生(sheng)産過(guo)程中(zhong)又十(shi)分重(zhong)要,因(yin)而引(yin)起了(le)工程(cheng)技術(shu)人員(yuan)的廣(guang)泛興(xing)趣。渦(wo)輪流(liu)量計(ji)是檢(jian)測液(ye)體流(liu)量的(de)儀器(qi)之--,但(dan)由于(yu)液體(ti)各參(can)數(如(ru)溫度(du)粘度(du).密度(du)等)的(de)影響(xiang)，使得(de)渦輪(lun)流量(liang)計在(zai)實際(ji)應用(yong)過程(cheng)中的(de)測量(liang)有偏(pian)差,給(gei)生産(chan)帶來(lai)了困(kun)難”。本(ben)文主(zhu)要研(yan)究不(bu)同溫(wen)度下(xia)對渦(wo)輪響(xiang)應K值(zhi)的影(ying)響。
1渦(wo)輪流(liu)量計(ji)測量(liang)原理(li)
1.1基本(ben)原理(li)
　　渦輪(lun)流量(liang)計是(shi)一種(zhong)速度(du)式儀(yi)表,它(ta)是以(yi)動量(liang)矩守(shou)恒原(yuan)理爲(wei)基礎(chu)的,流(liu)體沖(chong)擊渦(wo)輪葉(ye)片,使(shi)渦輪(lun)旋轉(zhuan),渦輪(lun)的旋(xuan)轉速(su)度随(sui)流量(liang)的變(bian)化而(er)變化(hua)，最後(hou)從渦(wo)輪的(de)轉數(shu)求出(chu)流量(liang)值,通(tong)過磁(ci)電轉(zhuan)換裝(zhuang)置(或(huo)機械(xie)輸出(chu)裝置(zhi))将渦(wo)輪轉(zhuan)速變(bian)化成(cheng)電脈(mo)沖,送(song)人二(er)次儀(yi)表進(jin)行計(ji)算和(he)顯示(shi),由單(dan)位時(shi)間電(dian)脈沖(chong)數和(he)累計(ji)電脈(mo)沖數(shu)反映(ying)出瞬(shun)時流(liu)量和(he)累計(ji)流量(liang)。
1.2渦輪(lun)流量(liang)計的(de)影響(xiang)因素(su)
　　渦輪(lun)流量(liang)計的(de)理想(xiang)特性(xing)曲線(xian)僅與(yu)儀表(biao)結構(gou)參數(shu)有關(guan),與流(liu)量變(bian)化無(wu)關,儀(yi)表系(xi)數K爲(wei)一常(chang)數。而(er)實際(ji)曲線(xian)并非(fei)如此(ci),對于(yu)實際(ji)的渦(wo)輪流(liu)量計(ji)，渦輪(lun)首先(xian)必須(xu)克服(fu)軸承(cheng)的靜(jing)摩擦(ca)力後(hou)才能(neng)轉動(dong)”。我們(men)将渦(wo)輪克(ke)服靜(jing)摩擦(ca)力矩(ju)所需(xu)的最(zui)小流(liu)量值(zhi)稱爲(wei)該渦(wo)輪的(de)始動(dong)流量(liang)值。當(dang)通過(guo)流量(liang)計的(de)流量(liang)小于(yu)始動(dong)流量(liang)值時(shi),渦輪(lun)不轉(zhuan),無信(xin)号輸(shu)出。當(dang)流量(liang)大于(yu)始動(dong)排量(liang)以後(hou),随着(zhe)流量(liang)的增(zeng)加,渦(wo)輪旋(xuan)轉角(jiao)速度(du)也将(jiang)增大(da)。以後(hou)在測(ce)量範(fan)圍内(nei),流體(ti)産生(sheng)的阻(zu)力矩(ju)将成(cheng)爲影(ying)響流(liu)量計(ji)特性(xing)的主(zhu)要因(yin)素。相(xiang)對來(lai)說,由(you)軸承(cheng)間摩(mo)擦産(chan)生的(de)機械(xie)阻力(li)矩就(jiu)比較(jiao)小了(le)。流體(ti)産生(sheng)的阻(zu)力矩(ju)對渦(wo)輪的(de)影響(xiang)又分(fen)爲兩(liang)種情(qing)況，當(dang)流體(ti)以較(jiao)低速(su)度流(liu)經渦(wo)輪,儀(yi)表常(chang)數是(shi)随被(bei)測液(ye)體的(de)流量(liang)和運(yun)動粘(zhan)度變(bian)化而(er)變化(hua)的;當(dang)流體(ti)以較(jiao)高速(su)度流(liu)經渦(wo)輪,儀(yi)表常(chang)數隻(zhi)與儀(yi)表本(ben)身的(de)結構(gou)參數(shu)有關(guan),而與(yu)流量(liang)無關(guan)。隻有(you)這種(zhong)狀态(tai)時,儀(yi)表常(chang)數才(cai)真正(zheng)表示(shi)了常(chang)數的(de)性質(zhi)。渦輪(lun)流量(liang)計的(de)流量(liang)範圍(wei)就是(shi)根據(ju)這一(yi)-區間(jian)來确(que)定的(de)眼。
2實(shi)驗及(ji)結果(guo)分析(xi)
2.1實驗(yan)數據(ju)-渦輪(lun)在水(shui)中不(bu)同溫(wen)度下(xia)的響(xiang)應
　　不(bu)同溫(wen)度下(xia),用水(shui)标定(ding)渦輪(lun)k值的(de)情況(kuang)如表(biao)1,從表(biao)1中可(ke)以發(fa)現,由(you)于水(shui)的溫(wen)度有(you)所增(zeng)加,渦(wo)輪的(de)K(K=F/Q)值相(xiang)對減(jian)小。
 
2.2實(shi)驗數(shu)據-渦(wo)輪在(zai)油中(zhong)不同(tong)溫度(du)下的(de)響應(ying)
　　不同(tong)溫度(du)下,标(biao)準渦(wo)輪對(dui)油流(liu)量的(de)響應(ying)數值(zhi)如下(xia)表：
 
　　根(gen)據上(shang)表做(zuo)出油(you)對K值(zhi)得響(xiang)應特(te)性曲(qu)線,如(ru)圖1所(suo)示,冷(leng)油(16度(du))對K值(zhi)的響(xiang)應特(te)性,即(ji)F=119.7Q-46.383;熱油(you)(60度)對(dui)K值的(de)響應(ying)特性(xing),即:
F=107.04Q-20.484。
由(you)此,我(wo)們可(ke)以推(tui)導出(chu):
Q=(F1+20.48)/107.04(1)
Q2=(F2+46.38)/119.7(2)
　　式中(zhong):Q1-熱油(you)流量(liang);Q2-冷油(you)流量(liang);F1渦輪(lun)對Qt的(de)頻率(lü)響應(ying)值;F2-渦(wo)輪對(dui)Q2的頻(pin)率響(xiang)應值(zhi)。
将公(gong)式(1)(2)組(zu)成方(fang)程組(zu),解得(de):
(1)當F=F1=F2=142.2時(shi),Q1=Q2;.
(2)當F=F1=F2>142.2時(shi),K值大(da)的渦(wo)輪流(liu)速相(xiang)對較(jiao)小;
(3)當(dang)F=F1=F2<142.2時,K值(zhi)大的(de)渦輪(lun)流速(su)相對(dui)較大(da)。
　　如圖(tu)2爲标(biao)準渦(wo)輪在(zai)不同(tong)流量(liang).不同(tong)油溫(wen)下的(de)K值響(xiang)應曲(qu)線。标(biao)準渦(wo)輪K值(zhi)計算(suan)公式(shi)爲:K=F/Q。
　　其(qi)中F爲(wei)标準(zhun)渦輪(lun)在某(mou)一流(liu)量範(fan)圍内(nei)的響(xiang)應頻(pin)率。Q=V/T(m~3/D),假(jia)設V爲(wei)某一(yi)固定(ding)體積(ji)容器(qi),那麽(me)T即爲(wei)以某(mou)固定(ding)流量(liang)Q充滿(man)固定(ding)體積(ji)V所用(yong)的時(shi)間。
　　由(you)上面(mian)圖表(biao)我們(men)看到(dao),當Q1=Q2時(shi),F1<F2,K1<K2.因此(ci)可以(yi)得出(chu),當流(liu)量--定(ding)時标(biao)定冷(leng)水的(de)K值比(bi)熱水(shui)的K值(zhi)大。如(ru)果提(ti)高流(liu)量Q1使(shi)F1=F2,這時(shi)又出(chu)現下(xia)面的(de)情況(kuang):當F1=F2時(shi),Q1>Q2,K1>K2。.
3結論(lun)
(1)溫度(du)的變(bian)化會(hui)引起(qi)渦輪(lun)流量(liang)計金(jin)屬材(cai)料熱(re)脹冷(leng)縮,幾(ji)何尺(chi)寸的(de)變化(hua)會引(yin)起渦(wo)輪轉(zhuan)速的(de)變化(hua),K值也(ye)會随(sui)之改(gai)變。
(2)當(dang)标定(ding)K值大(da)時,在(zai)同樣(yang)響應(ying)頻率(lü)時實(shi)際流(liu)量小(xiao)。
(3)實驗(yan)中的(de)溫度(du)參數(shu)對所(suo)用液(ye)體的(de)粘度(du)和密(mi)度有(you)很大(da)影響(xiang)。

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