本(běn)文應用(yong)流體力(li)學有關(guān)理論探(tàn)讨了介(jiè)質粘性(xing)時轉子(zǐ)流量計(jì) 示值影(yǐng)響的基(ji)本規律(lü),并以甘(gān)油水溶(róng)液爲工(gōng)作介質(zhi),在流⭕量(liang)标準裝(zhuang)置上獲(huò)得了LZB,10,6三(sān)種轉子(zǐ)流量計(jì)統一的(de)粘性修(xiū)正公式(shi)。結果🔞表(biao)明結果(guo)的趨勢(shì)基本一(yī)🌈緻,統一(yī)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼的拈性(xìng)修正公(gōng)式與實(shi)驗值的(de)最大偏(pian)差爲3.3%。
　　轉(zhuan)子流量(liàng)計由于(yu)具有結(jié)構簡單(dān)、成本低(di)、使用方(fāng)便、量程(chéng)範圍🎯寬(kuān)✊等優點(dian),廣泛地(dì)應用于(yu)工業生(shēng)産及科(ke)學研究(jiū)中,但是(shi)😘轉子流(liú)量計的(de)使用如(ru)同其他(tā)流量計(ji)一樣,遇(yù)到标定(dìng)介質👈與(yǔ)使用介(jie)質粘性(xing)不一緻(zhi)的問題(ti).即轉子(zǐ)流量計(ji)在标定(dìng)條件下(xia)使用标(biao)定介質(zhì)所獲得(dé)的刻度(dù)流量,當(dang)使用在(zai)實際工(gong)作條件(jian)下工作(zuo)介質的(de)粘✍️性與(yu)标定介(jiè)質不同(tong)時,它的(de)刻度❗應(ying)當🔞作如(rú)何修正(zhèng).對于㊙️這(zhe)個問題(tí),國内外(wai)㊙️許多學(xué)者作了(le)大量的(de)研究.這(zhè)些研究(jiu)從方法(fǎ)上講可(kě)分爲兩(liang)大類,一(yī)類着重(zhong)于盡可(ke)能地消(xiāo)除粘性(xing)影響的(de)新型浮(fu)子🈲的設(she)計t’l,以期(qi)避開由(you)于标定(ding)介質與(yǔ)工作介(jiè)質粘性(xìng)🈲不同引(yǐn)起的示(shì)值修正(zheng);另一類(lei)研究則(zé)是着眼(yan)于對現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子流量(liang)計通過(guò)試驗找(zhao)👅出其粘(zhan)性修正(zhèng)曲☀️線,獲(huo)得在♉不(bu)同粘性(xìng)的工作(zuo)介質下(xia)流量的(de)轉換關(guān)🌍系〔“~6].
　　上述(shù)兩種方(fāng)法對轉(zhuǎn)子流量(liàng)計粘性(xing)影響的(de)研究有(yǒu)一🌈定的(de)推動⚽作(zuo)用,但從(cóng)目前的(de)工作來(lái)看尚存(cun)在一定(dìng)的問題(tí)🌈.采用💔第(di)一種方(fāng)法,可以(yǐ)找到一(yī)種粘性(xìng)影響減(jian)小很多(duō)的浮子(zi),如盤形(xíng)浮子的(de)粘性影(ying)響即爲(wei)老式浮(fu)子😍的25%,但(dan)盤形浮(fu)子重量(liang)小,這樣(yàng)轉🌈子流(liú)量計🐉的(de)量程也(yě)小,無法(fa)用于實(shi)際生産(chǎn)。此外,盡(jìn)管盤形(xing)浮🏃子的(de)粘性影(ying)響極大(dà)地降低(di),但問題(tí)是仍然(ran)存在粘(zhān)🍉性影響(xiang),因此還(hai)是要尋(xun)求粘性(xìng)影響的(de)修正.對(dui)第二種(zhong)方法,目(mu)前大都(dōu)用🌈機油(you)作工作(zuo)介質,并(bìng)用加溫(wen)改變粘(zhan)性的辦(ban)法來獲(huò)得💋實驗(yan)曲🌏線.衆(zhong)所周知(zhī),采用對(dui)👣機油加(jia)溫的辦(bàn)法,實際(ji)上改變(biàn)了介質(zhi)的🌈3個參(can)數,即✏️溫(wēn)度、粘度(dù)、密👨‍❤️‍👨度。這(zhe)3個對轉(zhuǎn)子流量(liàng)計有影(yǐng)響的參(can)數中,密(mì)度的影(yǐng)響是可(kě)以區🧡分(fen)出來的(de);但是溫(wēn)度與粘(zhan)度的影(yǐng)響互相(xiang)交叉,很(hěn)難區分(fen)。因此由(you)這些實(shi)驗得😍到(dao)的結果(guo),實際上(shang)至少是(shì)兩個因(yin)素👈影響(xiǎng)的綜合(hé),不能獲(huo)得介質(zhi)粘性這(zhe)單一因(yin)素對轉(zhuan)子流量(liang)計示值(zhí)的影響(xiǎng)及其🚶修(xiū)正.迄今(jin)爲止的(de)上述兩(liǎng)個🌂方面(miàn)的研究(jiu)還有一(yi)個問題(tí)是均爲(wei)實驗研(yán)究,理論(lun)研㊙️究偏(pian)少.鑒于(yu)上述情(qíng)況,本文(wen)🌂拟運用(yong)流體力(li)學🈲基本(ben)理論,分(fen)析轉子(zǐ)的運動(dòng),導出轉(zhuǎn)子流量(liàng)計的數(shu)學模型(xíng),從而得(dé)出轉子(zǐ)流量計(jì)粘性修(xiū)正的理(li)論曲線(xiàn)。在實✌️驗(yàn)中采用(yòng)不同濃(nong)度的甘(gan)油作介(jiè)質并将(jiang)實驗結(jie)果進行(hang)📞密度修(xiu)正,得到(dào)以理論(lùn)爲基礎(chu),經實驗(yan)驗證的(de)轉子流(liu)量計粘(zhan)性修正(zheng)公式.
1轉(zhuan)子流量(liàng)計的數(shù)學模型(xing)
轉子流(liu)量計的(de)轉子在(zài)處于某(mou)一平衡(héng)位置時(shí)受到下(xià)述幾個(ge)力的作(zuo)用(見圖(tu)1):自上而(er)下的力(li)
a.浮子重(zhòng)力Gf=ρfVfg
式中(zhōng)ρf—浮子的(de)平均密(mì)度
Vf—浮子(zi)的體積(ji)g
g—當地重(zhòng)力加速(sù)度
b.流體(ti)對浮子(zi)頂部的(de)壓力p2
自(zi)下而上(shàng)的力
a.浮(fú)子所受(shou)的浮力(li)
Ff=pVfg
式中ρ—介(jiè)質的密(mi)度
b.流體(ti)對浮子(zǐ)底部的(de)壓力p1
c.浮(fu)子與被(bei)測介質(zhì)的粘性(xìng)摩擦力(lì)N,這個力(lì)有兩個(gè)分量N,與(yu)N2,鑒于錐(zhuī)管及浮(fu)子的軸(zhóu)對稱性(xing),N,自相平(ping)衡.
浮子(zi)在平衡(héng)位置時(shi)的力平(píng)衡方程(chéng)爲
P1S+N2+F1=P2S+G　　　　　　(1)
即(P1- P2) S+ N2=(ρf-ρ)Vfg　　　　(2)
式(shì)中S—浮子(zǐ)最大截(jie)面積
浮(fú)子處在(zài)任一平(ping)衡位置(zhì)時P1- P2爲常(cháng)數,因此(ci)從式(2)有(yǒu)Nz=const?? (3)　　
假設浮(fú)子處于(yu)某一平(ping)衡位置(zhi)時,浮子(zi)與管壁(bi)間流體(ti)流動爲(wèi)層流,有(you)

式中t—流(liu)動流體(tǐ)的切應(ying)力
m—介質(zhi)粘度
u—r方(fang)向流體(ti)速度分(fen)量
uz—Z方向(xiàng)流體速(sù)度分量(liang)
對錐管(guan)錐度較(jiao)小的轉(zhuǎn)子流量(liang)計有



　　從(cóng)式(16)即可(ke)由已知(zhi)粘度爲(wèi)m1的介質(zhi),其通過(guò)轉子流(liú)量計流(liú)量爲Q,浮(fú)子最大(dà)橫截面(mian)所在平(ping)面錐管(guan)半徑爲(wèi)RI2max的情形(xíng)時;求得(dé)粘度👉爲(wei)m2的介質(zhì),流量同(tóng)樣爲Q時(shi),浮子最(zuì)大橫㊙️截(jié)面所在(zai)平面錐(zhui)管的半(ban)徑爲RII2max.由(you)此即可(kě)知道浮(fú)子的相(xiang)應位置(zhi)🈲,從而求(qiu)得粘度(dù)爲産:的(de)介質通(tong)過錐管(guǎn)時的🏃🏻流(liú)量與浮(fu)子位置(zhì)的關系(xì)🛀。再與已(yǐ)知的✔️召(zhào):介質的(de)流量與(yǔ)浮子位(wei)置關☔系(xì)曲線比(bǐ)較,即可(kě)獲得轉(zhuan)子流量(liàng)計的粘(zhān)度修正(zheng)曲線。
　　理(li)論計算(suan)結果見(jian)圖2,3,4的虛(xū)線.從圖(tú)中可以(yǐ)看出:随(suí)着⛷️介🔞質(zhi)粘度👨‍❤️‍👨的(de)📞上升,介(jiè)質流量(liàng)明顯下(xià)降.這是(shi)因爲在(zai)介質粘(zhan)度🥵上升(shēng)的同時(shi),浮子爲(wei)了保持(chí)其粘性(xìng)阻力的(de)不變性(xìng)而減小(xiao)速度的(de)徑向梯(tī)度,導緻(zhi)介質流(liú)量的減(jian)小.這🔴個(gè)趨勢與(yǔ)式(10)的結(jie)果是一(yī)緻的.


2實(shi)驗研究(jiu)
　　本文用(yong)動态質(zhi)量法标(biao)準裝置(zhì)測量通(tong)過轉子(zi)流量計(ji)的介質(zhì)流量.使(shǐ)用的介(jie)質爲甘(gan)油水溶(róng)液,即用(yong)在甘油(yóu)中加入(ru)不💋等量(liang)水的辦(ban)法來改(gai)變介質(zhì)的粘度(dù)。
　　在甘油(yóu)中加入(rù)水以後(hou),在介質(zhi)粘度發(fā)生變化(huà)的同時(shi)介質的(de)密度也(ye)發生變(bian)化.爲了(le)将介質(zhì)密度變(biàn)化對轉(zhuǎn)👨‍❤️‍👨子流量(liang)計㊙️示值(zhí)的影響(xiang)與介質(zhì)粘性變(biàn)化對轉(zhuan)子流量(liang)計示值(zhí)的影響(xiang)區分開(kāi)來.先用(yòng)☎️下式将(jiāng)所有👌實(shi)驗數據(jù)都修正(zhèng)到與20℃水(shuǐ)的密度(du)對應的(de)⛱️流量值(zhí)

　　實驗采(cai)用國産(chǎn)LZB-15 LZB-10 LZB-6玻璃轉(zhuan)子流量(liang)計,每種(zhong)各實驗(yan)2台.沒個(gè)🤟流量刻(kè)度🔞在每(mei)個粘度(du)值時測(cè)量3次取(qǔ)平均,實(shí)驗結果(guo)見圖2 3 4的(de)實❓線.
折(shé)現曲線(xiàn)課回歸(guī)成下述(shu)關系:
Q=a(m)+b(m)m+c(m) m2　　　　(18)
式(shì)中m=R2/R1
　　由于(yu)這些不(bu)同型号(hao)的轉子(zǐ)流量計(jì)各不幾(ji)何相似(si),也不流(liu)體動力(lì)相似,因(yin)此上述(shù)a,b,c對不同(tong)型号的(de)轉子流(liu)量🍓計是(shì)不相✌️同(tóng)的。
對于(yu)LZB一15型
a=374.15一(yī)2224.4 m +1834.8 m2
b=38.675一38.254m一1.6394 m2
e=一(yi)0.077771一1.0519m+1.6394 m2
對于(yu)LzB一10型
a=-775.42 +726.9m
b=15.86一(yi)16.475 m
c=-0.17857 +0.196 m
對于LZB-6型(xíng)
a=-155.641 +154.726m
b=6.2479+7.602m
c=一0.061789 +0.12932 m
　　理論(lun)計算的(de)結果與(yǔ)實驗值(zhí)的最大(da)偏差不(bu)超過3.3%
3讨(tao)論
a.理論(lùn)模型推(tuī)導時實(shí)際上用(yong)的是一(yi)元流動(dong)模型,因(yīn)此🆚對錐(zhuī)管錐😘度(dù)小的玻(bō)璃轉子(zǐ)流量計(jì)理論與(yu)實驗值(zhi)吻合較(jiào)好.
b.理論(lùn)結果是(shi)在層流(liú)流動前(qián)提下得(dé)到的.證(zhèng)明對LZB一(yi)15, LZB一10,LZB一6三(san)類🍓轉子(zi)流量計(ji)理論計(ji)算與實(shi)驗基本(běn)一緻,因(yin)此對這(zhè)些流量(liàng)計該模(mó)型是可(kě)行的。
c.由(yóu)于條件(jian)的限制(zhi),特别是(shi)試驗對(dui)象的品(pǐn)種、規格(gé)、數㊙️量都(dōu)不多,因(yin)此可能(néng)使本文(wen)的試驗(yàn)結果産(chan)生很大(da)的局☁️限(xiàn)性,隻能(néng)是個方(fang)法性的(de)探讨,大(dà)量的問(wèn)題有待(dài)于考量(liang)。

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