摘要:渦(wō)輪流量計(jì) 在安裝和(he)使用過程(cheng)中往往存(cún)在直管段(duàn)口徑與流(liu)量計🌍通徑(jing)💛不完全一(yī)緻的現象(xiang)。選取CL系列(liè)和LWGY系列渦(wo)輪流量計(jì)，在燃油動(dòng)态流量标(biao)準裝置上(shàng)進行了上(shàng)下遊直管(guan)段不🈲同口(kǒu)徑條件下(xia)的校準試(shi)驗，從而得(de)到直管段(duan)口徑對渦(wō)輪流量計(ji)K系數的影(ying)響。試驗證(zhèng)明，直管段(duàn)口徑所引(yin)入的💋誤差(cha)不可忽視(shì)，因此在使(shi)用或校準(zhun)渦✊輪流量(liàng)計時應務(wu)必保證直(zhi)管段口徑(jing)與流量計(jì)通徑一緻(zhi)。
0引言
　　流量(liàng)是現代工(gong)業測量中(zhōng)的一個重(zhòng)要參數。渦(wō)輪流量計(jì)具有測量(liàng)精度高、量(liang)程範圍寬(kuān)、重複性與(yǔ)動态特性(xing)好等特點(dian)［1］，廣泛😘用于(yú)流量測量(liàng)領域，例如(ru)航空🔱發動(dòng)機試車台(tái)、發動機⛹🏻‍♀️附(fu)件試驗器(qì)、發動機半(ban)物理仿真(zhēn)試車台實(shí)驗中均選(xuan)用渦🙇🏻輪流(liú)量計對燃(rán)油流量進(jìn)行測量［2-3］。
　　渦(wō)輪流量計(ji)的安裝要(yao)求較高，其(qí)上下遊需(xū)有足夠長(zhang)的💔直管段(duan)，同軸同口(kou)徑安裝。美(mei)國國家标(biāo)準與技🐇術(shu)研究院(NIST)曾(céng)對上遊🚶安(an)裝90°單彎頭(tou)和異面90°雙(shuang)彎頭分别(bié)進行了試(shì)驗研究［4］，天(tiān)津大學對(duì)上遊彎頭(tou)和漸縮管(guǎn)對渦輪流(liú)量計測♌量(liàng)性能進行(hang)了試驗研(yán)究，并對🌏渦(wō)輪流量計(jì)前導流器(qi)的🐇結構和(he)性能也進(jìn)行了相關(guan)研究［5-6］，哈爾(er)濱工業大(dà)學針對直(zhí)管段長度(dù)對渦輪流(liú)量計精度(du)的影響進(jin)行了分析(xī)［7］。但是在渦(wo)輪流量計(ji)的使用與(yǔ)檢定校🔞準(zhǔn)過程中，上(shàng)下遊直管(guan)段的通徑(jìng)往往不會(huì)與流量計(jì)的通徑完(wan)全一緻，同(tong)樣會直接(jiē)影響渦輪(lún)流量計的(de)準确度和(he)校準結果(guo)，目前國🤩内(nèi)尚未進行(hang)相關的試(shì)驗。選💔取了(le)典型渦輪(lún)流量計，進(jìn)行了渦輪(lún)流量計變(bian)口徑管路(lu)試驗。
1試驗(yan)裝置
　　渦輪(lún)流量計是(shì)一種流量(liàng)測量儀表(biǎo)，流動流體(tǐ)的動力驅(qu)使👣渦輪葉(yè)片旋轉，其(qí)旋轉速度(du)與體積流(liú)量近🈲似成(chéng)🤟比例。通過(guò)流量計的(de)流體體積(ji)值是以渦(wo)輪葉輪轉(zhuan)數爲基準(zhun)的。渦輪流(liú)量計主要(yao)由傳感器(qi)和轉換器(qì)組成☔。使用(yong)儀表K系數(shù)或累積流(liú)量來計算(suàn)流量♍計的(de)示值誤差(chà)［8］。

　　式中:K爲儀(yi)表系數，m-3或(huo)L-1;N爲流量計(ji)顯示儀表(biao)測得的脈(mo)♻️沖數🏃;V爲标(biao)準😄裝置測(cè)得的實際(ji)體積，m3或L。
所(suǒ)使用的标(biao)準裝置爲(wèi)燃油動态(tai)流量标準(zhǔn)裝置，該裝(zhuang)置采用🐕體(ti)積管法，測(ce)量擴展不(bú)确定度爲(wei)U=0.05%(k=2)，其原理如(rú)圖1所示。

　　燃(rán)油動态流(liu)量标準裝(zhuang)置的工作(zuò)原理爲:工(gong)作過程✍️中(zhong)電❓機旋轉(zhuǎn)，驅動滾珠(zhū)絲杠帶動(dòng)标準體積(ji)管活塞左(zuo)行，排出液(yè)體流經控(kong)制閥門及(jí)被檢流量(liang)計後，經過(guò)過濾器回(hui)到儲油箱(xiāng);同時，儲油(you)箱裏的油(you)經過下🔅遊(yóu)管段進❓入(ru)标準體⭕積(jī)管［9］。
2試驗内(nèi)容
　　選擇常(cháng)用的CL系列(lie)渦輪流量(liàng)計和LWGY系列(lie)渦輪流量(liang)計進行🔆試(shì)驗。分别選(xuǎn)取DN4，DN6和DN10口徑(jing)的流量計(ji)，且均爲0.5級(ji)。
　　圖2爲渦輪(lun)流量計的(de)安裝示意(yì)圖，圖中D爲(wèi)被校渦輪(lún)流量計⁉️的(de)通徑，d爲上(shang)下遊直管(guǎn)段的内壁(bi)直徑。依據(jù)JJG1037-2008《渦輪流量(liang)計檢定規(gui)程》的要求(qiú)，保證上下(xià)遊的直管(guan)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼段與被校(xiào)流量計同(tong)軸安裝，并(bing)且連接處(chu)的密封墊(niàn)不得凸入(rù)流體管道(dào)内［9］，上遊直(zhi)管段長度(dù)爲20D，下遊直(zhí)管段長度(dù)爲10D。試驗過(guò)程中，保證(zheng)試驗流體(tǐ)爲單相液(yè)🏃🏻體，介質爲(wei)航☀️空燃油(you)ＲP-3。

　　在試(shi)驗過程中(zhōng)，爲每隻流(liu)量計配制(zhi)了7組不同(tong)口徑的直(zhí)管段🔅，對每(mei)隻流量計(jì)進行7次校(xiao)準測試。設(shè)K爲渦輪流(liú)🏃量計通徑(jìng)與直管段(duàn)通徑的比(bi)值，則有

　　其(qi)中，0.75＜K＜1.2。在此基(jī)礎上，每次(ci)試驗過程(cheng)中，根據流(liu)量計的⭕流(liú)量範圍，選(xuǎn)取9個流量(liàng)點，每個流(liú)量點校準(zhun)3次。流量計(ji)的銘牌信(xìn)息及直管(guan)段口徑選(xuan)擇詳見表(biao)1。

3試驗結果(guo)
　　選取h=1，即以(yǐ)上下遊管(guan)路直徑與(yǔ)渦輪流量(liang)計的口徑(jing)完全一緻(zhì)時渦輪流(liú)量計的值(zhi)作爲标準(zhǔn)值，用KU表示(shì)，根據式(3)對(duì)其它工況(kuang)下試驗數(shù)據進行無(wu)量綱化。

　　式(shi)中:E爲其它(tā)工況與标(biāo)準工況下(xia)的系數差(chà)值比;KU爲标(biāo)準工🍉況♈下(xia)的儀表系(xì)數，m-3或L-1;Ki爲其(qi)它工況下(xià)的儀表系(xì)數，m-3或L-1。
　　圖3～圖(tu)8分别爲流(liu)量計的K系(xì)數曲線圖(tú)和無量綱(gang)化後的差(cha)值比曲線(xiàn)圖。

　　從K系數曲(qu)線圖中可(ke)以看出，不(bú)同直管段(duàn)口徑會影(yǐng)響儀表K系(xì)數☂️，但是與(yǔ)儀表本身(shen)K系數的變(bian)化趨勢一(yī)緻。

　　從K系數(shù)差值比曲(qu)線圖中可(ke)以看出，直(zhi)管段通徑(jìng)d與流🔞量📱計(jì)❌通徑D的差(chà)值越大，則(ze)對K系數的(de)影響越嚴(yán)重❗。對于CL系(xì)列🔞渦輪流(liu)量計，若d＜D，則(zé)儀表K系數(shu)會減小;若(ruo)d＞D，則💋儀表K系(xi)🔞數會增大(da);而對🌈于LWGY系(xì)列渦輪流(liu)量計，d的變(biàn)化與儀表(biao)K系數之間(jian)無㊙️明顯對(duì)應關系。
　　通(tōng)過式(4)對不(bú)同工況下(xia)儀表系數(shù)波動Δ情況(kuàng)進行計算(suàn)。

　　式中:Kmax爲同(tóng)一流量點(diǎn)下不同工(gong)況下儀表(biao)系數最大(da)♋值;Kmin爲同一(yī)流量點下(xia)不同工況(kuàng)下儀表系(xi)數最小值(zhi)。
　　從表2中可(ke)以得到，試(shì)驗中系數(shu)最大相差(cha)2.7%之多，所選(xuan)進行試🈲驗(yàn)渦輪流量(liàng)計最大允(yǔn)許誤差爲(wèi)0.5級，直管段(duan)口徑⭐改變(biàn)造成的誤(wu)差遠遠超(chao)過流量計(jì)的最大允(yǔn)許誤差。

4結(jié)論
　　在渦輪(lun)流量計的(de)檢定校準(zhun)過程中，校(xiào)準實驗室(shi)會🔱保💯證直(zhí)管段口徑(jing)與流量計(ji)口徑一緻(zhì)，而在實際(jì)使用過程(cheng)中🏃‍♂️，直管段(duàn)口🔞徑往往(wang)很難滿足(zu)要求，因此(cǐ)直接應用(yòng)檢定校準(zhǔn)結果✔️，勢必(bì)引🛀🏻入誤差(cha)。建議各單(dān)位🤞在設計(ji)渦輪流量(liàng)計上下遊(you)管路時務(wu)必保證JJG1037-2008《渦(wō)輪🛀🏻流量計(jì)檢定規程(chéng)》中的安裝(zhuāng)條件，對于(yú) 精度高渦(wo)輪流量計(ji) ，必要時，應(yīng)當将渦輪(lún)流量計上(shàng)下遊直管(guan)段與流量(liang)計一同送(song)至檢定單(dān)位，以減少(shǎo)直管段口(kǒu)徑和長度(dù)不同📱而引(yǐn)💜入的誤差(chà)。

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