摘要:在實際應(ying)用中，燃油流量(liàng)計 常會工作于(yu)非穩定流量狀(zhuang)态下，此時流量(liang)計的計🌈量📱性🥵能(neng)可能🏃🏻‍♂️會發生變(bian)化。利用燃油動(dòng)态流量标準裝(zhuāng)置📐，對科裏奧利(lì)質量流量計和(he)容積式刮闆流(liú)量♍計分别進行(hang)非穩态流量試(shì)驗，分析了非穩(wen)态流量環境對(dui)這兩種流量計(jì)測量結果的影(ying)響，并給出了💛使(shi)用和校準建議(yì)。
0引言
　　目前，實驗(yan)室均是在穩态(tai)流量條件下，對(dui) 流量計 進行檢(jiǎn)定或校準試驗(yàn)，即通過流量标(biao)準裝置提供穩(wen)🈲定的标準流量(liàng)，将流量計的示(shi)值與标準流量(liang)值進行比較，計(ji)算誤差，從而評(píng)價流量計的計(jì)量性能❌，例如: 渦(wō)輪流量計 檢定(ding)規程要求在特(te)定流量點下進(jìn)行試驗，并且要(yào)🈲求🧑🏽‍🤝‍🧑🏻“在檢定過程(chéng)中，每調整一個(gè)流量點，都應待(dai)壓力、溫度、流量(liang)穩定⛹🏻‍♀️後方可進(jin)行檢定”山。然而(ér)實際工況中的(de)流量往往是非(fei)穩态的，例如飛(fei)機在起飛、爬升(shēng)、俯沖、巡航、加力(lì)、滑翔、降落等飛(fei)行狀态時，發動(dòng)機的耗油速率(lü)、耗油量均會發(fā)生急劇變化，燃(rán)油管道内♌會産(chǎn)生流場變化和(he)壓力變化🔞，因此(ci)有必要對流量(liàng)計非穩态下的(de)計量性能💔進行(hang)研究。
　　近年來，國(guo)内學者針對渦(wo)輪流量計和科(kē)裏奧利質量流(liú)㊙️量🈲進行了動态(tai)響應的理論分(fen)析和仿真口2-3，但(dan)📞相關試驗相對(duì)較少。利用🛀🏻燃油(yóu)動态流量标準(zhǔn)裝置，對科裏奧(ào)利質量流量計(jì)和容積式刮闆(pan)流量計分♉别進(jin)行非穩态流量(liàng)⛷️試驗。
1流量計原(yuán)理及數學模型(xíng)
1.1科裏奧利質量(liang)流量計
　　科裏奧(ao)利質量流量計(jì)基于科裏奧利(lì)力效應，直接.測(ce)量流體💜的質量(liàng)流量，簡稱科氏(shi)質量流量計(CoriolisMassFlowmeter,CMF)。該(gai)流量計内部設(shè)計有振🈲動的測(cè)量管，流體在測(ce)量管中的流動(dòng)✨相當于直線運(yùn)動，而測量管的(de)振動會産生🔞一(yi)個角速度，由于(yú)振動是受到外(wài)加電磁✔️場驅動(dong)的🌈，有着固定的(de)頻率，因此，流體(tǐ)在管道中受到(dao)的科裏奧利力(lì)僅與♻️其質量和(hé)運動速度有關(guan)，而質量和運動(dong)速度及流速的(de)乘積就是需要(yào)測量的質量流(liu)量，因此通過測(cè)量流體♍在管道(dào)中受到的科裏(li)奧利力❤️，便可以(yǐ)測量其質量流(liu)量。其數⭐學模型(xíng)爲

　　當流體流過(guo)振動的測量管(guan)時，在測量管中(zhōng)産生的🧑🏾‍🤝‍🧑🏼科裏奧(ào)利力會引起振(zhen)動管發生微小(xiǎo)變形，從而産生(sheng)進口和出口🐇的(de)相位差，如圖1所(suo)示。當流量爲零(ling)時，即流體停滞(zhi)不流動時🈲，入口(kou)A和出口B處的相(xiang)位差爲零。當有(you)流體流過時，測(cè)量管入🔆口A處振(zhen)動⭐減速，出口B處(chu)振動加速👨‍❤️‍👨，當質(zhì)量流量增加時(shí)，相位差也增加(jiā)，通過入口和出(chū)口的電磁式相(xiàng)位傳感器，即可(ke)測量管子的振(zhèn)動👅相位。科裏奧(ao)利質量流量計(ji)的K系數就是🏃‍♂️質(zhì)量流量與相位(wèi)差的特征數。

1.2容(rong)積式流量計
　　容(róng)積流量計是一(yi)種利用定容積(jī)器件連續測量(liang)流體總🈲量的儀(yí)表，亦稱爲正排(pai)量流量計(PositiveDisplace-mentFlowmeter，PDF)[4]。選用(yòng)的容積式刮闆(pǎn)流量計的結構(gòu)如圖2所示，其結(jié)構由柱形計量(liang)腔體、一個阻塞(sai)轉子(Blockingrotor)和兩個移(yí)動轉🔴子(Displace-mentrotors)構成。在(zài)轉子轉動的一(yi)個周期📧内的任(rèn)何位置，計量腔(qiang)體、阻塞轉子以(yi)及至少一個位(wei)移轉子之間始(shǐ)💋終保持着連續(xu)的密封。

　　當流體(tǐ)通過流量計時(shí)，會推動計量腔(qiāng)内部的轉子轉(zhuǎn)動，轉動中的轉(zhuan)子将流體分割(ge)，流體的流動與(yu)轉👌子的轉動同(tong)時進行💛。當流體(tǐ)進入計量腔時(shi)，流體不斷的被(bèi)分割和測量，與(yu)此同時前部的(de)流體通過流量(liang)計并進入下遊(you)管道。由于計量(liang)腔的容積是已(yǐ)知的，且阻塞轉(zhuan)子的每一次旋(xuan)轉中通過🔴流量(liàng)計的體積量都(dou)是相🏃‍♂️同的，通過(guo)測量轉子的轉(zhuan)數，即可得到通(tong)過流量計的累(lei)🏃🏻‍♂️積流量。容積式(shi)流量計的理論(lùn)公式爲
Q=Kn　　　　　　　　(2)
式中:Q爲(wei)流體總量;K爲儀(yí)表系數;n爲分割(gē)流體機構的轉(zhuǎn)數。

2非穩态流量(liang)源
　　本次試驗所(suǒ)使用的标準裝(zhuang)置爲燃油動态(tai)流量标準裝置(zhi)，該裝置采用主(zhǔ)動式活塞體積(jī)管作爲标準器(qi)，其擴展測量不(bú)确定度U=0.05%(k=2)，原理如(ru)圖4所示。

　　燃油動(dong)态流量标準裝(zhuang)置的工作原理(lǐ)爲:工作過程.中(zhong)電機旋轉㊙️，驅動(dong)滾珠絲杠帶動(dòng)标準體積管活(huo)塞左行，排出液(ye)體流經控制閥(fá)門及被檢流量(liàng)計後經過過濾(lü)器回到儲油箱(xiāng)🌈;同時，儲油箱裏(lǐ)的油經過下遊(yóu)管段進入标準(zhun)體積管。通過🐇設(shè)置電機的轉速(su)實🔞現非穩态流(liú)❓量，通過采集🤞光(guang)栅值來确定活(huo)塞的移動位置(zhi)，由于截面積已(yi)知，可準确計算(suan)得到标準流😘量(liàng)值。.
3試驗結果分(fèn)析
　　選用直管式(shi)科裏奧利質量(liang)流量計和容積(jī)式刮闆🧑🏽‍🤝‍🧑🏻流量❤️計(ji)作爲試驗對象(xiàng)，分别進行穩态(tài)流量試驗和🌂非(fei)穩态流㊙️量試驗(yan)。試驗流量計選(xuan)型如表1所示。試(shi)驗介質爲航空(kōng)燃油RP-3，密度約爲(wei)780m'/h，運動粘度約爲(wei)1.591mm2/s。
3.1穩态下試驗
　　在(zai)穩态流量下，參(can)照國家檢定規(guī)程分别對科裏(lǐ)奧⛹🏻‍♀️利質量流量(liàng)計和刮闆流量(liàng)計進行校準試(shi)驗，得到的試驗(yàn)數據如表2與表(biao)3所示。

　　試驗數據(ju)表明，選用的科(kē)裏奧利質量流(liú)量計和刮闆流(liu)量❤️計在❄️穩态流(liu)量下誤差很小(xiao)，具有較好精度(du)🙇‍♀️。
3.2非穩态下試驗(yàn)
　　調節燃油流量(liang)标準裝置中的(de)電機轉速，使裝(zhuāng)置産生的流量(liang)按✊照一定的斜(xie)率逐漸變化，流(liú)量變化如圖5所(suǒ)示。

　　此時，對科裏(lǐ)奧利質量流量(liàng)計分别進行流(liú)量遞增校準測(cè)試和🈲流量遞減(jian)校準測試，重複(fu)測試3次，得到試(shì)驗數據如表4所(suo)示。
同樣的對刮(guā)闆流量計分别(bié)進行流量遞增(zeng)校準測✉️試和流(liú)📧量遞減校準測(ce)試，重複測試3次(ci)，得到試驗數據(jù)如表5所示。

　　上述(shù)數據表明，在瞬(shùn)時流量qs連續增(zēng)大的過.程中，科(ke)裏奧利質量👄流(liu)量計的儀表系(xì)數會減小，其顯(xiǎn)示流量值小于(yu)标準⛹🏻‍♀️流量;在瞬(shun)時流量qs連續減(jian)小的過程中，科(ke)裏奧利質👣量流(liú)量計的儀表系(xi)數會增大，其顯(xiǎn)示流量值大于(yu)标準流量。而對(dui)于刮闆流量計(ji)，無論瞬時流量(liang)qs增大還是減小(xiao)，其儀表系數未(wèi)發生明顯🔴變化(hua)。
4結論
　　 在非穩态(tai)流量條件下，容(róng)積式流量計的(de)計量性能要優(yōu)于科裏奧利質(zhi)量流量計，在非(fei)穩态流量測量(liàng)時，推薦優先選(xuan)擇容積式流量(liang)計。對科裏奧利(lì)質量流量計🍉進(jin)行檢定或者校(xiào)準試驗時，要👌求(qiu)标準裝置必須(xu)提供穩定流量(liang)源，否則會産生(shēng)非穩✂️态下的測(ce)✨量誤差。

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