摘要:闡述(shù)了渦輪流(liu)量計 的工(gōng)作原理和(he)動态特性(xing),建立了渦(wo)輪流量計(jì)的多相🧑🏾‍🤝‍🧑🏼流(liu)測量模型(xing),并在多相(xiang)流模拟裝(zhuang)置中進行(háng)了實🧑🏽‍🤝‍🧑🏻驗驗(yàn)證,得出了(le)流體密度(dù)💃🏻是渦輪流(liu)量計在測(ce)量多相流(liú)的流量時(shi)的影響🈲因(yin)子,并且讨(tao)論了流體(tǐ)密度影響(xiang)多相流的(de)流量㊙️測量(liang)的規🌐律。
　　在(zài)油田生産(chan)過程參數(shù)(如溫度、壓(ya)力等)檢測(ce)中,以流址(zhǐ)和各😘相持(chí)率測址最(zuì)爲複雜,是(shì)較難測址(zhǐ)的兩個參(cān)數,因而,引(yin)起了工程(chéng)技術人員(yuan)的興趣.随(sui)着油田的(de)發展,被測(cè)對象不再(zai)局限于單(dān)相流,而嬰(yīng)對多相流(liu)、混合狀🔴态(tài)的流址🔴進(jin)行測量.測(cè)量多相流(liu)的技術難(nan)度要比單(dān)✏️相流體的(de)正确測量(liàng)大的多,知(zhi)道單相✉️流(liu)體的密度(dù)✊、粘度及測(ce)量裝置💔的(de)幾何結構(gou),便可以對(dui)單相流進(jin)行定量分(fèn)析。如果能(neng)利用多相(xiang)流中每💁一(yī)相的上述(shù)各物理✔️量(liang)對多柑流(liu)進行測量(liàng)的話，就很(hen)方便。但很(hěn)遺憾的是(shì),多相流體(tǐ)的特性遠(yuǎn)比單相㊙️流(liú)體的特性(xìng)父雜的多(duo),如各組分(fen)之聞不能(néng)均勻混🌈合(he)、混合流體(ti)🚩的異常性(xing)、流型轉變(biàn),相對速度(du)、流體性質(zhì)、管道結構(gòu)、沈動方向(xiang)等因素将(jiang)🈲導緻渦輪(lún)流量傳感(gǎn)器響應✔️特(te)性的改變(bian)。
　　在單相流(liu)的條件下(xia),渦輪的轉(zhuǎn)速和流經(jīng)它的體積(jī)流址成-單(dan)值線性函(han)數,在油水(shui)兩相流中(zhong),隻要流址(zhǐ)超過🧡始動(dong)流址,在允(yun)許的誤差(cha)範圍内,禍(huò)輪的響應(ying)和體積流(liú)址也是成(cheng)線✊性函數(shù)。
　　但在多相(xiang)流動中,即(ji)使在總流(liú)量保持不(bu)變的情況(kuàng)下,混合流(liu)體的密度(dù)發生變化(hua),也會引起(qi)渦輪轉速(su)的很大變(biàn)化。本文就(jiu)此問♋題,通(tong)過對渦輪(lun)流量計的(de)工作原理(li)和特性分(fen)析,附述了(le)在測量🐆多(duō)相流時的(de)流量影響(xiǎng)因子，并進(jin)行了實驗(yàn)驗證。
l工作(zuò)原理及數(shu)學模型建(jiàn)立
　　渦輪流(liú)量計是一(yī)種速度式(shi)儀表,它是(shi)以動址矩(jǔ)守㊙️恒原理(li)爲基礎的(de)，流體沖擊(jī)渦輪葉片(pian),使渦輪旋(xuán)轉,渦輪的(de)旋轉速度(du)随🔴流量的(de)變化而變(biàn)化,最後從(cong)渦🔴輪的轉(zhuǎn)🌈數求出流(liú)量值,通過(guo)磁電轉換(huàn)裝置(或機(ji)械輸出裝(zhuang)豎)将渦輪(lún)轉‼️速變化(huà)成🔞電脈沖(chòng),送人二次(cì)儀表進行(hang)計算和顯(xian)示,由單位(wèi)時間電脈(mò)沖數和累(lei)計電脈沖(chong)數反映出(chu)瞬時流址(zhi)和累計流(liu)量(見圖1)。.

式中:θ爲葉(ye)片與軸線(xiàn)之間的夾(jia)角;r爲渦輪(lún)平均半徑(jìng);A爲管道🏃🏻‍♂️流(liu)通✍️面積;ρ爲(wei)流體密度(dù);?爲渦輪的(de)旋轉角速(su)度;qv爲通過(guò)管道的流(liu)⭐量。

2渦輪流(liu)量計的特(tè)性分析
　　由(yóu)式(5)和式(6)可(kě)見:當流體(tǐ)的粘度增(zeng)大時,渦輪(lun)的轉動角(jiǎo)速度變小(xiǎo);當流體密(mi)度變大時(shi),渦輪的轉(zhuǎn)動角速度(du)也☁️随之增(zēng)大.在流體(tǐ)速度較小(xiao)(相當于層(céng)流狀态)時(shí),渦輪🔞的頻(pin)率響應非(fēi)線性,且受(shòu)流體性質(zhì)變化彬🤞響(xiǎng)較大;當🎯流(liú)體速度較(jiao)高(相當🏃‍♀️于(yu)湍流狀态(tài))時，式變小(xiǎo)，渦輪響應(ying)近似線性(xing),儀器常數(shù)K基本上不(bú)受流體🔅粘(zhan)度變化影(ying)🏃‍♂️響。
　　渦輪啓(qǐ)動時,要克(kè)服較大的(de)機械靜摩(mó)擦力,因此(ci)需要較大(da)始動㊙️流量(liang)。渦輪以一(yī)定的速度(dù)轉動起來(lai)以後，需要(yao)機♉械動摩(mo)擦力和流(liu)體流動阻(zu)力,轉動阈(yù)值qvmin與p0.5成反(fǎn)比,流體密(mi)度越大,qvi越(yue)小。這種情(qing)🔞況對于密(mì)度變化小(xiǎo)的液體來(lai)說,影響不(bu)大💚，可視爲(wei)常數。但對(duì)于多相流(liu)體米說,由(yóu)于溫度🐉、壓(yā)力和分相(xiang)🤩含率的變(biàn)化,引起p變(bian)化,從而🚶影(yǐng)響qvmin。
3實驗結(jie)果分析
　　實(shi)驗在以水(shui)和空氣爲(wèi)介質的流(liú)動模拟裝(zhuāng)置中進行(háng),實驗中🔴在(zai)氣體流量(liàng)固定的前(qián)提下,逐漸(jian)增大水的(de)流量,測量(liang)潤輪的響(xiang)應值。增大(da)氣體的流(liu)量,重複上(shàng)述操作,得(de)到了下面(miàn)的渦輪響(xiang)應圖版,其(qi)中流量爲(wei)氣液的合(he)流量。圖中(zhong)氣體流量(liàng)爲零時,流(liú)體的密度(dù)最大,測得(de)的響應曲(qu)線各流量(liàng)響應值最(zuì)大。由于㊙️氣(qì)流量增大(da)時,測得流(liu)體密度🎯和(hé)粘度都變(bian)小,由式🔞(5)和(hé)式(6)推得渦(wo)輪的轉動(dong)角👈速度也(yě)随✔️之變小(xiao),所以随着(zhe)流體密度(dù)的減小💘,qvmin增(zēng)大。

4結論
　　通(tōng)過實驗驗(yan)證,我們可(kě)以得出如(rú)下的結論(lùn):①渦輪流量(liàng)⭕計在測址(zhǐ)多相流的(de)流量時,在(zài)總流量保(bao)持不變的(de)情況下,流(liu)體的密度(du)發生變化(hua)也會引起(qi)渦輪轉速(su)的很大變(bian)化。②渦輪流(liu)量計的始(shi)動流址随(suí)多相流體(tǐ)密度的增(zeng)大而減小(xiǎo)。
從以上得(de)出的結論(lun)可知，渦輪(lun)流量計在(zài)測量多相(xiàng)流體的流(liu)量的時候(hou)，流體的密(mi)度是影響(xiǎng)測量精度(dù)的主⚽要因(yīn)素。

以上内(nèi)容源于網(wang)絡，如有侵(qin)權聯系即(jí)删除!