多工况下涡轮流量计标定曲线的分散与聚合

发布时间：2021-12-28 19:36

　　由于缺乏足够的数据对比,多工况下涡轮流量计标定曲线之间的差异性问题一直受到仪表研究者的关注。在天然气贸易交接过程中,涡轮流量计在常压空气下的检定结论和标定数据能否应用于高压工况一直存在争议。为了对比多工况下涡轮流量计的标定曲线,使用高压空气环道流量标准装置,在1.6～5.0 MPa之间3个工作压力下对涡轮流量计进行了标定,3条标定曲线在低雷诺数区域出现明显的分散,标定数据最大相差0.65%。随着雷诺数增加,3条标定曲线逐渐接近,最终标定数据之间的差异不超过0.2%。应用涡轮流量计物理模型的函数形式分析并解释了标定曲线簇的形态。结果表明,轴承阻力是导致标定曲线分散的原因,而随着雷诺数的增加,仅和雷诺数有关的流体粘性阻滞力矩逐渐成为阻滞力矩的主要部分,因而多个工况下标定曲线趋于聚合。变粘度液体涡轮流量计的标定实验也可以观察到类似的曲线簇形态,这表明标定曲线的分散与聚合和流体的运动粘度有关。标定曲线的聚合减弱了工况条件引起的物性变化对涡轮流量计准确度的影响,如果涡轮流量计能够在高雷诺数下保持良好的线性度,就可以将其很好地应用于多工况的测量工作。 

【文章来源】：仪器仪表学报. 2020,41(11)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

涡轮流量计在常压、高压空气和天然气工况下的误差对比

各个工况下的标定曲线如图6所示,试验结果用仪表系数Kf表示,原技术报告是以水标定的仪表系数作为参照,经归一化处理后作为纵坐标,横坐标是体积流量量程的百分比,为方便分析,将标定数据转为图7所示(横坐标以雷诺数表示)。物性方面,58.9和78.9 atm的高压氮气分别与液氢的密度和运动粘度很接近,所以标定结果对比符合流动相似准则的要求。6组标定数据在量程的低区(<50%FS,Re<5×105)差异较大,标定曲线呈现出“扇形”特征,随着雷诺数上升,差异逐渐减小,“扇形”趋于收敛。4个高压氮气(工况压力≥38.1 atm)以及液氢的标定数据在量程的高区很接近,5条标定曲线聚合于一个0.5%的区间(如图7中带状部分所示)。如果以该区间作为仅与雷诺数相关的聚合域,4条高压氮气标定曲线随着压力的上升,依次进入该区间,正如前文的分析,工况压力越高,进入聚合域所对应的雷诺数也越大。图7 流量计在液氢和高压氮气工况下的标定曲线

流量计在液氢和高压氮气工况下的标定曲线

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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本文编号：3554610