摘要:渦(wō)輪流量計(jì) 在安裝和(hé)使用過程(chéng)中往往存(cún)在直管段(duàn)口徑與流(liu)🐪量計通徑(jìng)不♻️完全一(yī)緻的現象(xiàng)。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(biāo)準裝置上(shang)進行了上(shàng)下遊直管(guan)段不同口(kou)徑條件下(xià)的校準✍️試(shi)驗，從而得(de)㊙️到直管段(duan)口徑對渦(wō)輪流量計(jì)⭐K系數的影(ying)☁️響。試驗證(zheng)明，直管段(duàn)口徑所引(yǐn)入的誤差(chà)不可忽視(shi)，因此在使(shǐ)用或校準(zhǔn)渦輪流量(liang)計時應務(wu)必保證直(zhi)管段口徑(jing)與流量計(ji)通徑一緻(zhì)。
0引言
　　流量(liang)是現代工(gong)業測量中(zhōng)的一個重(zhong)要參數。渦(wō)輪流量計(jì)具有測量(liàng)精度高、量(liàng)程範圍寬(kuan)、重複性與(yu)動态特性(xing)好等特點(dian)［1］，廣泛用于(yu)流量測量(liang)領域，例如(ru)航空發動(dòng)機試車台(tai)、發動機附(fu)件試驗器(qi)、發動機半(bàn)物理仿真(zhen)試車台實(shí)驗中均選(xuan)用渦輪流(liú)量計對燃(rán)油流😘量進(jin)行測量［2-3］。
　　渦(wō)輪流量計(ji)的安裝要(yao)求較高，其(qi)上下遊需(xū)有足夠🔞長(zhǎng)的直管段(duan)，同軸同口(kǒu)徑安裝。美(měi)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(tóu)和異面90°雙(shuāng)彎頭分🙇🏻别(bié)進行了試(shi)驗研究［4］，天(tian)‼️津大學對(dui)上遊😘彎頭(tou)和漸縮管(guan)對渦輪流(liú)量計測量(liang)性能進行(hang)了試驗研(yán)究，并對渦(wo)輪流量計(ji)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(ěr)濱工業大(dà)學針對直(zhi)管段長度(dù)對渦輪流(liu)量計精🍉度(du)的影響進(jìn)行了分析(xi)［7］。但是在渦(wō)輪流量計(ji)的使用與(yǔ)檢定校準(zhǔn)過程中，上(shang)下遊直管(guǎn)段的通徑(jing)往往不會(hui)與流量計(ji)的通徑完(wán)全一緻，同(tong)樣🛀會直接(jie)影響渦輪(lun)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(lun)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(lun)流量計是(shì)一種流量(liang)測量儀表(biao)，流動流體(tǐ)的動力驅(qū)使🛀🏻渦輪葉(ye)片旋轉，其(qi)旋轉速度(dù)與體積流(liú)量近似成(chéng)比例。通過(guò)💘流量計的(de)流體體積(jī)值是以渦(wo)輪葉輪轉(zhuǎn)數爲基準(zhun)的。渦輪流(liú)量計主要(yao)由傳感器(qi)和轉換器(qi)組成。使用(yòng)儀表K系數(shu)或累積流(liú)量來計算(suàn)流量計的(de)示值誤差(cha)［8］。

　　式中:K爲儀(yi)表系數，m-3或(huò)L-1;N爲流量計(jì)顯示儀表(biao)測得的脈(mò)沖數;V爲标(biāo)準裝置測(ce)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(cè)量擴展不(bu)确定度爲(wei)U=0.05%(k=2)，其原理如(ru)圖1所示。

　　燃(ran)油動态流(liu)量标準裝(zhuāng)置的工作(zuò)原理爲:工(gōng)作過程中(zhōng)電機旋轉(zhuǎn)🏃，驅動滾珠(zhu)絲杠帶動(dòng)标準體積(jī)管活塞左(zuǒ)行，排出液(ye)體流經控(kong)制閥門及(ji)被檢流量(liàng)計後，經過(guo)過濾器回(hui)到儲油箱(xiāng);同時，儲油(you)箱裏的油(you)經過下遊(you)管段進入(ru)标準體積(jī)管［9］。
2試驗内(nei)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(jìng)的流量計(ji)，且均爲0.5級(ji)。
　　圖2爲渦輪(lún)流量計的(de)安裝示意(yì)圖，圖中D爲(wèi)被校渦輪(lun)流量計的(de)通徑，d爲上(shàng)下遊直管(guǎn)段的内壁(bì)直徑。依據(jù)JJG1037-2008《渦輪流量(liang)計檢定規(guī)程》的要求(qiú)，保證上下(xià)遊的直管(guǎn)段與被☀️校(xiao)流量計同(tóng)軸安裝，并(bìng)且連接處(chù)的密封墊(nian)🈲不得凸入(rù)流體管道(dào)内［9］，上遊直(zhí)管段長度(dù)爲20D，下遊直(zhi)管段長度(dù)爲10D。試驗過(guò)程中，保證(zhèng)試驗流體(tǐ)爲單相液(ye)體，介質爲(wèi)航空♋燃油(you)ＲP-3。

　　在試(shi)驗過程中(zhōng)，爲每隻流(liú)量計配制(zhì)了7組不同(tong)口徑的直(zhi)管段，對每(měi)隻流量計(ji)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(bǐ)值，則有

　　其(qí)中，0.75＜K＜1.2。在此基(jī)礎上，每次(ci)試驗過程(cheng)中，根據流(liú)量計的流(liu)量範圍⛹🏻‍♀️，選(xuan)✨取9個流量(liàng)點，每個流(liu)量點校準(zhǔn)3次。流量計(ji)的銘牌信(xìn)息及直管(guǎn)段口徑選(xuan)擇詳見表(biǎo)1。

3試驗結果(guo)
　　選取h=1，即以(yǐ)上下遊管(guǎn)路直徑與(yu)渦輪流量(liang)計的口徑(jìng)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(dui)其它工況(kuang)下試驗數(shù)據進行無(wú)量綱化。

　　式(shi)中:E爲其它(ta)工況與标(biao)準工況下(xia)的系數差(chà)值比;KU爲标(biao)準工況下(xia)的儀表系(xi)數，m-3或L-1;Ki爲其(qi)它工況下(xia)的儀表系(xi)數，m-3或L-1。
　　圖3～圖(tú)8分别爲流(liú)量計的K系(xi)數曲線圖(tú)和無量綱(gāng)化後的差(chà)值比曲💯線(xian)圖。

　　從K系數曲(qǔ)線圖中可(kě)以看出，不(bu)同直管段(duàn)口徑會影(ying)響儀表K系(xi)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(shu)差值比曲(qu)線圖中可(kě)以看出，直(zhí)管段通徑(jìng)d與流量計(jì)通徑D的差(chà)值越大，則(zé)對K系數的(de)影響越嚴(yán)重。對于💔CL系(xi)列渦輪流(liu)量計，若d＜D，則(zé)儀表K系數(shù)會減小;若(ruò)d＞D，則儀表K系(xi)數會增🌈大(da);而對于LWGY系(xi)列渦輪流(liú)量計，d的變(bian)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(bu)同工況下(xia)儀表系數(shù)波動Δ情況(kuàng)進行計算(suan)。

　　式中:Kmax爲同(tóng)一流量點(dian)下不同工(gōng)況下儀表(biao)系數最大(dà)值;Kmin爲同一(yī)流量點下(xia)不同工況(kuang)下儀表系(xì)數最小值(zhi)。
　　從表2中可(ke)以得到，試(shì)驗中系數(shù)最大相差(cha)2.7%之多，所選(xuan)進💛行試驗(yàn)🔴渦輪流量(liang)計最大允(yun)許誤差爲(wei)0.5級，直管段(duan)🏃🏻‍♂️口徑改變(bian)造成的誤(wu)🈲差遠遠超(chāo)過流量計(jì)的最大允(yun)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(zhi)管段口徑(jìng)與流量計(jì)口徑一緻(zhi)，而在實際(jì)使用過程(chéng)中，直管段(duan)口💜徑往往(wang)很難滿足(zú)要求，因此(ci)直👅接應用(yòng)🈚檢定校準(zhun)結果，勢必(bi)引入誤差(chà)。建議各單(dan)位在設計(jì)渦輪流量(liàng)計上下遊(yóu)管路時務(wù)必保證JJG1037-2008《渦(wō)輪流量計(ji)檢定規程(cheng)》中的安裝(zhuang)條件，對于(yu) 精度高渦(wo)輪流量計(ji) ，必要時，應(ying)當将渦輪(lún)流量計上(shang)下遊直管(guǎn)段與流量(liàng)計一同💁送(sòng)至檢定單(dan)位，以減少(shǎo)直管段口(kǒu)徑和長度(du)💃不同而引(yǐn)入的💋誤差(cha)。

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