本(běn)文應用(yòng)流體力(li)學有關(guan)理論探(tan)讨了介(jie)質粘性(xìng)時轉子(zǐ)流量計(jì) 示值影(ying)響的基(jī)本規律(lü),并以甘(gan)油水溶(rong)液爲工(gōng)作介質(zhì),在流量(liàng)标準裝(zhuang)置上獲(huò)得了LZB,10,6三(san)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(xing)修正公(gōng)式與實(shi)驗值的(de)最大偏(piān)差爲3.3%。
　　轉(zhuǎn)子流量(liang)計由于(yu)具有結(jié)構簡單(dān)、成本低(dī)、使用方(fang)便✍️、量程(cheng)範圍寬(kuan)等優點(diǎn),廣泛地(dì)應用于(yú)工業生(shēng)産及科(kē)學研究(jiū)中,但是(shì)轉子流(liú)量計的(de)使用如(rú)同其他(ta)流量計(jì)一樣,遇(yu)到标定(ding)介質與(yu)使用介(jie)質粘性(xing)不一緻(zhì)的問題(tí).即轉子(zǐ)流量計(ji)在标定(dìng)條件下(xià)使用🈲标(biao)定介質(zhi)所獲得(dé)的刻度(du)流量,當(dāng)使✂️用在(zai)實際工(gōng)作條件(jiàn)下工作(zuò)介質的(de)粘性與(yǔ)标定介(jie)質不同(tóng)時,它的(de)刻度🌈應(ying)當作如(ru)何修正(zheng).對于這(zhe)個問題(tí),國内外(wài)許多學(xué)者作了(le)大量的(de)研究.這(zhe)些研究(jiu)從方法(fǎ)上講可(kě)分爲兩(liang)大類🧑🏽‍🤝‍🧑🏻,一(yi)類着重(zhòng)于盡可(ke)能地消(xiāo)除粘性(xìng)影響的(de)新型🙇🏻浮(fu)子的設(shè)計t’l,以期(qi)避開由(you)于标定(dìng)介質與(yu)工作介(jiè)質粘性(xing)🏃🏻‍♂️不同引(yǐn)起的示(shì)值修正(zheng);另一類(lèi)研究則(ze)是着眼(yan)于對🔴現(xian)有的轉(zhuǎn)子流量(liàng)計通過(guo)試驗找(zhao)出其粘(zhān)性修正(zhèng)曲🈚線,獲(huò)得在不(bú)同粘性(xìng)的工作(zuò)介質下(xià)流量的(de)轉換關(guān)系〔“~6].
　　上述(shù)兩種方(fang)法對轉(zhuan)子流量(liàng)計粘性(xing)影響的(de)研究有(you)🔞一定♈的(de)📞推動作(zuo)用,但從(cóng)目前的(de)工作來(lai)看尚存(cun)在一定(dìng)的👈問題(tí).采用第(di)一🛀種方(fāng)法,可以(yi)找到一(yi)種粘性(xìng)影🈲響減(jiǎn)小很多(duo)的👈浮子(zǐ),如盤形(xing)浮🤟子的(de)粘性影(yǐng)響即爲(wèi)老式浮(fu)子的25%,但(dàn)盤形浮(fu)子重量(liàng)小,這樣(yàng)轉子流(liú)量計⭐的(de)量程也(yě)小,無法(fǎ)用于實(shí)際生産(chǎn)。此外,盡(jin)管盤形(xíng)浮子的(de)粘性影(yǐng)響極大(dà)地降低(dī),但問題(tí)是仍然(ran)存在粘(zhan)性影響(xiǎng),因此還(hái)是要尋(xún)求粘性(xing)影響的(de)修正.對(duì)第二種(zhong)方法,目(mù)前大都(dou)用機油(you)作工作(zuò)介質,并(bing)用加溫(wen)改變粘(zhan)性的辦(bàn)法來獲(huò)得實驗(yan)曲線.衆(zhōng)所周知(zhī),采用對(duì)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(wen)度、粘度(dù)、密度。這(zhe)3個對轉(zhuan)🔞子流量(liàng)計有影(ying)響的參(cān)數中,密(mì)度的影(ying)響是可(ke)以區🔴分(fèn)出🌈來的(de);但是溫(wen)度與粘(zhan)度的影(yǐng)響互相(xiàng)交叉,很(hěn)難區分(fèn)。因此由(you)⛷️這些實(shí)驗得到(dao)的結果(guǒ),實際上(shang)至少是(shì)兩個因(yīn)素影響(xiǎng)的綜合(hé),不能獲(huò)得介質(zhi)粘性這(zhè)單一因(yin)素☔對轉(zhuan)子流量(liàng)計示值(zhí)的影🌐響(xiǎng)及其修(xiū)正.迄今(jīn)爲止的(de)上述兩(liǎng)個方面(mian)的研究(jiu)還有一(yī)個☎️問題(tí)是均爲(wèi)🐇實驗研(yán)究,理論(lun)研究偏(pian)少📐.鑒于(yu)上述情(qing)況,本文(wén)拟運用(yòng)流體力(li)學基本(ben)理論,分(fèn)析轉子(zi)的運動(dong),導出轉(zhuan)子流量(liang)計的數(shù)學模型(xing),從而👈得(dé)出轉子(zi)流量計(ji)粘性修(xiū)正的理(lǐ)論曲線(xian)。在實驗(yan)中👉采用(yong)不同濃(nóng)度的甘(gān)油作介(jie)質并将(jiāng)實驗結(jie)果進行(háng)密度修(xiū)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(zhān)性修正(zhèng)公式.
1轉(zhuǎn)子流量(liang)計的數(shu)學模型(xing)
轉子流(liú)量計的(de)轉子在(zài)處于某(mǒu)一平衡(héng)位置時(shí)受到下(xià)述幾個(ge)力🛀的作(zuo)用(見圖(tú)1):自上而(er)下的力(lì)
a.浮子重(zhong)力Gf=ρfVfg
式中(zhōng)ρf—浮子的(de)平均密(mì)度
Vf—浮子(zǐ)的體積(jī)g
g—當地重(zhòng)力加速(su)度
b.流體(ti)對浮子(zǐ)頂部的(de)壓力p2
自(zi)下而上(shàng)的力
a.浮(fu)子所受(shòu)的浮力(lì)
Ff=pVfg
式中ρ—介(jie)質的密(mi)度
b.流體(tǐ)對浮子(zǐ)底部的(de)壓力p1
c.浮(fu)子與被(bei)測介質(zhi)的粘性(xìng)摩擦力(li)N,這個力(lì)有兩個(gè)分量N,與(yu)N2,鑒于錐(zhui)管及浮(fu)子的軸(zhou)對稱性(xìng),N,自相平(píng)衡.
浮子(zǐ)在平衡(heng)位置時(shí)的力平(píng)衡方程(cheng)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(jié)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(fu)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(wei)層流,有(you)

式中t—流(liú)動流體(ti)的切應(ying)力
m—介質(zhì)粘度
u—r方(fāng)向流體(ti)速度分(fen)量
uz—Z方向(xiang)流體速(sù)度分量(liang)
對錐管(guǎn)錐度較(jiào)小的轉(zhuan)子流量(liàng)計有



　　從(cong)式(16)即可(ke)由已知(zhi)粘度爲(wei)m1的介質(zhi),其通過(guo)轉子流(liu)量計流(liu)🔅量爲Q,浮(fú)子最大(da)橫截面(miàn)所在平(ping)面錐管(guǎn)半徑爲(wei)🌈RI2max的情㊙️形(xíng)時🍓;求得(de)粘度☔爲(wèi)m2的介質(zhi),流量同(tong)樣爲Q時(shí),浮子最(zui)大橫🚶‍♀️截(jié)面所🛀在(zài)平面錐(zhui)管的半(ban)徑爲RII2max.由(you)此即可(kě)知道浮(fú)子的♊相(xiàng)應位置(zhì),從而求(qiú)得粘度(du)爲産:的(de)介質通(tong)💘過錐管(guan)時的流(liú)量與浮(fú)子位置(zhi)的關系(xì)。再與已(yi)知的召(zhào):介質的(de)流量與(yu)浮子位(wèi)置關系(xì)曲線比(bǐ)較,即可(ke)獲得轉(zhuǎn)子流量(liang)計的粘(zhan)度修正(zhèng)曲線。
　　理(li)論計算(suan)結果見(jian)圖2,3,4的虛(xu)線.從圖(tú)中可以(yǐ)看出:随(suí)着介❤️質(zhì)粘度⛷️的(de)上升,介(jie)質流量(liàng)明顯下(xia)降.這是(shì)因爲在(zai)介質粘(zhan)度✨上升(sheng)的同時(shi),浮子爲(wèi)了保持(chí)其粘性(xing)阻力的(de)不變性(xing)而減小(xiǎo)速度的(de)徑向梯(ti)度,導緻(zhì)介質流(liú)量的減(jiǎn)小.這個(gè)趨勢與(yǔ)📞式(10)的結(jié)果是一(yi)緻的.


2實(shí)驗研究(jiu)
　　本文用(yong)動态質(zhi)量法标(biāo)準裝置(zhi)測量通(tōng)過轉子(zi)流量計(jì)的💚介質(zhi)流量.使(shǐ)用的介(jiè)質爲甘(gan)油水溶(róng)液,即用(yòng)在甘油(you)中加入(ru)不等量(liang)水的辦(ban)法來改(gǎi)變介質(zhi)的粘度(dù)。
　　在甘油(yóu)中加入(ru)水以後(hòu),在介質(zhì)粘度發(fa)生變化(hua)的同時(shi)🌈介♌質💋的(de)密✨度也(yě)發生變(biàn)化.爲了(le)将介質(zhi)密度變(biàn)化對轉(zhuan)子流量(liàng)計示值(zhi)的影響(xiang)與介質(zhi)粘性變(biàn)化對轉(zhuǎn)子流量(liang)計示值(zhí)💁的影響(xiǎng)🐅區分開(kai)來.先用(yong)下式将(jiāng)所有實(shi)驗數據(ju)🐕都修正(zhèng)到與20℃水(shui)的密度(dù)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(zhuǎn)子流量(liang)計,每種(zhong)各實驗(yan)2台.沒個(gè)流量刻(ke)度在每(měi)個粘度(du)值時測(ce)量3次取(qǔ)平均,實(shi)驗結果(guǒ)見圖2 3 4的(de)實線.
折(she)現曲線(xiàn)課回歸(gui)成下述(shù)關系:
Q=a(m)+b(m)m+c(m) m2　　　　(18)
式(shì)中m=R2/R1
　　由于(yu)這些不(bú)同型号(hào)的轉子(zi)流量計(ji)各不幾(jǐ)何相似(sì)🌐,也不流(liu)體動力(li)相似,因(yin)此上述(shu)a,b,c對不同(tóng)型号的(de)轉子🌈流(liú)量計是(shi)不相同(tong)的。
對于(yú)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(yī)0.077771一1.0519m+1.6394 m2
對于(yú)LzB一10型
a=-775.42 +726.9m
b=15.86一(yī)16.475 m
c=-0.17857 +0.196 m
對于LZB-6型(xing)
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(zhi)的最大(da)偏差不(bú)超過3.3%
3讨(tao)論
a.理論(lun)模型推(tuī)導時實(shí)際上用(yong)的是一(yī)元流動(dòng)模型,因(yin)🏒此對錐(zhuī)管💯錐度(dù)小的玻(bo)璃轉子(zi)流量計(jì)理論與(yǔ)實驗值(zhi)吻合較(jiào)好.
b.理論(lùn)結果是(shi)在層流(liú)流動前(qian)提下得(dé)到的.證(zhèng)明對LZB一(yī)15, LZB一10,LZB一6三(san)類轉🌈子(zi)流量計(jì)理論計(ji)算與實(shí)驗基本(ben)一緻♌,因(yīn)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(zhì),特别是(shi)試驗對(dui)象的品(pin)種、規格(ge)、數量🔅都(dōu)不🌈多,因(yīn)此可能(néng)使本文(wen)的試驗(yan)結果産(chǎn)生很大(da)的局限(xian)性,隻能(néng)是個方(fāng)法性的(de)探讨,大(dà)量的問(wèn)題有☁️待(dai)于考量(liang)。

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