摘要:爲(wei)了解決(jué)氣體渦(wo)輪流量(liàng)計 在不(bu)同溫度(du)下出現(xiàn)計量偏(piān)差，特别(bie)是在極(ji)限溫度(du)🐇-25℃下，計量(liang)偏差尤(you)其嚴重(zhong)的問題(ti)，通過對(dui)比試驗(yàn)與數據(ju)分析發(fa)現:①在不(bú)同溫度(dù)下，渦輪(lún)流量計(ji)的示值(zhi)誤差曲(qu)線是不(bú)同的，基(ji)本變化(hua)爲随着(zhe)溫度的(de)降低，示(shì)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻值誤差(cha)會💃🏻從正(zhèng)偏差🤟轉(zhuan)爲負偏(pian)🔞差，小流(liu)量表現(xiàn)明顯🈲;②通(tōng)過選用(yòng)抗低溫(wēn)潤滑油(you)能夠極(jí)大改善(shàn)低溫計(jì)量性能(néng)負偏差(cha)🌈，基本解(jie)決低溫(wēn)下計量(liang)不合格(ge)問題。
　　天(tiān)然氣作(zuò)爲一種(zhǒng)清潔、低(dī)排放的(de)高效能(néng)源，已在(zài)我國大(dà)規模地(dì)發展，與(yǔ)之相關(guān)的天然(rán)氣流量(liàng)計也在(zài)各行各(ge)業中得(dé)👣到廣泛(fàn)應用。氣(qì)體渦輪(lun)流量計(ji)作爲天(tiān)然氣流(liú)量計量(liàng)的一種(zhǒng)表具，使(shi)用量越(yue)來越大(da)，使用環(huán)境也是(shì)越來越(yue)😘複雜，從(cong)炎熱的(de)海南🔴到(dào)寒冷的(de)齊齊哈(ha)爾都有(yǒu)大量使(shǐ)用。氣體(ti)渦輪流(liu)量計有(you)較好的(de)穩定性(xing)和重複(fú)性，但北(bei)方地區(qū)有用戶(hù)反映經(jing)過溯源(yuán)後的儀(yí)表開始(shǐ)使用正(zheng)常，在天(tiān)氣變冷(leng)後渦輪(lun)流量計(ji)的計量(liàng)出現了(le)計量不(bu)準确的(de)情況。通(tong)常情🌂況(kuang)下，氣體(ti)⛷️渦輪流(liú)量計的(de)工作範(fan)圍較寬(kuān)，一般情(qing)況下溫(wen)度變化(hua)對計量(liang)性能的(de)影響較(jiào)小。但在(zai)北方地(dì)區冬季(jì)的低溫(wēn)環境的(de)确影響(xiang)到了氣(qì)體渦輪(lún)流量計(jì)的🔞計量(liàng)性能，從(cóng)而容易(yì)在使用(yong)的過程(cheng)中産生(sheng)計✉️量、貿(mao)易結🔱算(suàn)的糾紛(fen)。
1驗證氣(qi)體渦輪(lún)流量計(jì)在不同(tong)溫度下(xià)的計量(liàng)性能
　　爲(wèi)了更好(hao)地了解(jiě)氣體渦(wō)輪流量(liang)計在不(bu)同環境(jìng)下的計(jì)量性能(néng)，一套可(ke)以檢定(dìng)渦輪流(liú)量在不(bu)同溫度(du)和濕度(dù)下的計(ji)量性能(néng)的标準(zhǔn)表法氣(qì)體流量(liang)檢定裝(zhuang)置。該裝(zhuang)置的基(ji)本原理(li)爲:①将✌️被(bèi)檢流量(liang)計放置(zhì)在可調(diào)整溫度(dù)和濕度(du)㊙️的實驗(yàn)艙中，而(er)标準流(liú)量計放(fàng)置在恒(héng)溫恒💚濕(shī)車間，溫(wēn)度在20℃左(zuo)右，再通(tōng)過管道(dào)和熱交(jiao)換器與(yu)被檢流(liu)量計相(xiang)連接;②流(liu)量計的(de)瞬時流(liú)量通過(guò)變頻器(qì)控制🏃🏻‍♂️，實(shí)現穩🌏定(dìng)流量的(de)運行;③通(tōng)過采集(ji)系統分(fen)别采集(ji)被檢流(liu)量計和(he)标準流(liu)量☎️的脈(mo)沖信号(hào)、壓力值(zhi)、溫度值(zhi);④最後，通(tong)過中心(xīn)控制系(xi)統進行(háng)統一控(kong)制、計算(suan)，從而🤩輸(shu)出檢定(ding)結果;⑤設(shè)備的準(zhǔn)确度等(deng)♻️級通過(guò)标準表(biao)、壓變、溫(wēn)變😘等計(jì)量相關(guan)的設備(bèi)溯源以(yi)及🐅傳遞(dì)表的比(bǐ)對，驗證(zheng)該裝置(zhì)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻滿足試(shi)驗的要(yào)求。
　　不同(tong)溫度氣(qì)體渦輪(lun)流量計(ji)的計量(liàng)性能試(shì)驗方法(fa):選擇3台(tai)DN80的氣☎️體(tǐ)渦輪流(liu)量計在(zài)-25℃、-10℃、5℃、30℃、55℃溫度下(xia)進行測(ce)試。
3台流(liú)量計檢(jiǎn)定數據(ju)轉化爲(wei)線性如(ru)圖1。
 
從以(yi)上數據(ju)的線性(xìng)圖看，得(dé)出結論(lun):
1)氣體渦(wo)輪流量(liàng)計計量(liang)性能受(shou)環境溫(wēn)度的影(yǐng)響。
2)同台(tái)流量計(ji)在相同(tóng)的流量(liang)點下，随(sui)着溫度(dù)越低，流(liu)量👉計量(liang)示值誤(wu)差負偏(piān)就越大(da);溫度越(yue)高，流量(liàng)計示值(zhí)誤差正(zheng)偏就越(yuè)大。
3)高溫(wen)下的示(shi)值誤差(cha)影響小(xiao)于低溫(wen)下的示(shi)值誤差(cha)影🤟響。
4)流(liú)量計在(zài)大流量(liang)條件下(xià)，影響比(bi)較小，基(ji)本滿足(zu)計📧量性(xìng)能。
2影響(xiǎng)因素分(fèn)析
2.1氣體(ti)渦輪流(liú)量計的(de)工作原(yuán)理
　　氣體(ti)渦輪流(liu)量計由(you)整流器(qi)、葉輪、計(jì)量芯組(zǔ)件、油泵(beng)磁耦💔合(hé)🌈、機☁️械計(jì)數器、低(dī)頻脈沖(chong)發生器(qi)、殼體及(jí)體積🙇🏻修(xiu)正儀組(zu)成，如圖(tú)2爲🐆機械(xiè)結構圖(tú)。工作原(yuán)理:當氣(qi)流♋進人(ren)流量計(ji)時，首先(xian)經過獨(du)立💘機芯(xīn)的前導(dao)流體并(bing)加速。在(zai)流體的(de)作用下(xià)，由于渦(wō)輪葉片(pian)與流體(tǐ)流向成(chéng)一定角(jiao)度，此時(shí)渦輪産(chǎn)生轉動(dòng)力矩💃🏻，在(zai)渦輪克(ke)服❗阻力(li)矩和摩(mo)擦‼️力矩(jǔ)後開始(shi)轉動。當(dāng)諸力矩(ju)達到平(ping)衡時，轉(zhuan)速穩定(dìng)。渦輪轉(zhuǎn)動角速(su)度與✨氣(qì)體工況(kuang)流速成(chéng)線性關(guān)系，并由(you)高⭐頻信(xìn)号模塊(kuài)輸出與(yu)工況體(tǐ)積流量(liang)成正比(bǐ)的脈沖(chong)信🐅号，與(yǔ)壓力、溫(wen)度傳感(gǎn)器所檢(jian)🏒測的壓(yā)力、溫度(du)信号一(yi)起輸出(chū)給體積(ji)修正儀(yi)進行計(ji)算處理(lǐ)，可實.現(xian)瞬時流(liu)量⛷️和累(lei)積總量(liàng)的計量(liàng)，加溫度(dù)和壓力(lì)補償時(shí)可實現(xiàn)标準狀(zhuang)态的瞬(shùn)時流量(liang)🏃‍♂️和累積(ji)總🆚量的(de)計量。

 
2.2計(ji)量性能(néng)的影響(xiǎng)因素
　　根(gen)據氣體(ti)渦輪流(liu)量計的(de)計量原(yuan)理、計算(suàn)公式，分(fen)析在不(bu)同溫度(dù)下，影響(xiǎng)計量性(xing)能的變(bian)量有哪(nǎ)些，以便(bian)更好地(dì)找到根(gen)本原因(yin)。詳細的(de)公式和(hé)分析如(ru)下:
1)流量(liang)與頻率(lǜ)的方程(cheng):
 
式(1)中:qv一(yi)瞬時流(liu)量,m³/h;f一脈(mo)沖頻率(lü),
Hz;K一儀表(biao)系數，m-3。
2)渦(wō)輪流量(liàng)計的數(shu)學模型(xing):
 
　　式(2)中:Z一(yi)渦輪葉(ye)片數;θ一(yi)流體流(liú)動方向(xiàng)與葉片(piàn)的夾角(jiao);r一葉片(pian)的🔞平均(jun1)半徑;A一(yī)流通截(jié)面積;ρ一(yi)流體密(mi)度;Trm一機(ji)械摩擦(cā)阻力矩(ju);Trf一流‼️體(tǐ)對渦輪(lún)的阻力(li)矩。
由公(gong)式(1)與公(gōng)式(2)得到(dao):
 
　　當理想(xiǎng)狀态時(shi)，Trm=0，Trf=0,計量性(xing)能僅與(yu)儀表結(jié)構參數(shù)有關，與(yu)流量變(bian)🚶‍♀️化無關(guān)，儀表系(xì)數爲一(yi)常數。
　　當(dāng)低溫條(tiáo)件下，計(jì)量準确(què)度出現(xian)偏移，儀(yí)表系數(shu)産生變(bian)🛀🏻化，說明(ming)Trm，Trf不爲零(líng)，所以低(dī)溫性能(néng)的主要(yao)影響因(yīn)素是摩(mo)擦阻力(lì)矩。而摩(mo)擦㊙️阻力(lì)矩主要(yao)有:軸承(chéng)、軸、軸💜承(cheng)的潤滑(huá)油等在(zài)高低溫(wen)情況🌈下(xia)的機械(xiè)形變及(jí)性能的(de)變化。因(yīn)此，主要(yao)研究内(nei)容如下(xia):
a)通過選(xuan)擇同一(yi)種軸承(cheng)，在不同(tong)溫度下(xià)，對有油(yóu)與無油(you)軸承🥰性(xing)能的變(biàn)化給渦(wo)輪流量(liang)計帶來(lái)的計量(liàng)性能影(ying)響進行(hang)研究。
b)通(tong)過采用(yòng)同一種(zhǒng)軸承，在(zài)不同的(de)溫度下(xia)，對不同(tong)潤滑油(you)性能的(de)變化給(gěi)渦輪流(liu)量計帶(dai)來的計(ji)量性能(néng)影響🏒進(jìn)行研究(jiu)。
3.1試驗一(yī)
3.1.1方案
　　該(gai)方案的(de)目的是(shi)爲驗證(zheng)氣體渦(wo)輪流量(liang)計中的(de)軸承有(you)🛀🏻無油‼️的(de)📱條件下(xia)的不同(tóng)溫度下(xia)的計量(liang)性能。
　　采(cai)用目前(qián)性能較(jiào)穩定的(de)、選擇性(xìng)能一緻(zhi)的軸承(chéng)，以消除(chú)🐆軸承間(jiān)性能差(cha)别所帶(dai)來的影(ying)響，對1号(hao)潤滑油(yóu)進行💯以(yǐ)下兩組(zu)比對試(shi)驗，每組(zu)兩台:
1)常(chang)油:即對(dui)軸承的(de)油脂不(bu)做任何(he)處理，試(shi)驗該流(liú)量🧑🏽‍🤝‍🧑🏻計在(zai)-25℃、-10℃、+5℃、+20℃、+30℃、+55℃下的計(ji)量示值(zhí)誤差及(ji)重複性(xing)。
2)無油:清(qīng)洗軸承(cheng)使其沒(mei)有油脂(zhī)，試驗該(gāi)流量計(jì)在-25℃、-10℃、+5℃、+20℃、+30℃、+55℃下的(de)計🤟量示(shi)值誤差(chà)及重複(fu)性。
3.1.2測試(shi)數據
結(jié)論:從圖(tu)3無油與(yǔ)常油的(de)比對測(cè)試中發(fā)現:
1)無油(yóu)時，低溫(wēn)對計量(liang)影響較(jiào)小，計量(liang)示值誤(wù)差滿足(zu)設計要(yào)求。
 
2)常油(yóu)的流量(liang)計測試(shi)結果，小(xiǎo)流量負(fu)偏嚴重(zhòng)，影響較(jiao)大。
3)軸承(cheng)中的油(you)是導緻(zhi)低溫性(xing)能負偏(piān)的重要(yào)因素。
3.2試(shì)驗二
3.2.1方(fāng)案
　　該方(fang)案的目(mù)的是爲(wèi)驗證氣(qì)體渦輪(lun)流量計(ji)采用2号(hào)和3号油(you)後，不同(tóng)溫度下(xia)的計量(liang)性能。
　　采(cǎi)用目前(qián)性能較(jiào)穩定的(de)、選擇性(xing)能一緻(zhi)的軸承(chéng)，以消🐅除(chu)💞軸💞承間(jiān)性能差(cha)别所帶(dai)來的影(ying)響，通過(guo)對2号和(he)3号潤滑(hua)油進行(hang)以下兩(liǎng)組比對(dui)試驗，每(měi)組兩台(tái):
1） 清洗軸(zhou)承使其(qí)沒有油(yóu)脂，再添(tian)加2号潤(rùn)滑油，在(zai)常溫下(xià)運😘行🍓2h,保(bao)證加油(you)後的軸(zhou)承性能(neng)滿足要(yao)求，試驗(yan)該流量(liàng)♈計在-25℃、-10℃、+5℃、+20℃、+30℃、+55℃下(xià)的計量(liang)示值誤(wù)差及重(zhong)複性，結(jie)果如圖(tú)4。

 
2)清洗軸(zhou)承使其(qí)沒有油(yóu)脂，再添(tian)加3号潤(run)滑油，在(zai)常溫🌈下(xià)運🔅行2h，保(bǎo)證加油(you)後的軸(zhóu)承性能(neng)滿足要(yao)求，試驗(yan)該流量(liàng)計在-25℃、-10℃、+20℃、+55℃下(xia)的計量(liang)示值誤(wù)差及重(zhòng)複性，結(jie)果如圖(tú)4。
3.2.2測試數(shu)據
結論(lùn)，從圖4的(de)比對測(cè)試中發(fa)現:
1)不同(tong)特性的(de)油對氣(qi)體渦輪(lún)流量計(jì)的計量(liàng)示值誤(wu)差🧑🏽‍🤝‍🧑🏻不同(tóng)。
2)通過使(shi)用3号油(you)來潤滑(hua)，基本滿(mǎn)足設計(jì)要求。
4總(zong)結
　　通過(guò)以上試(shi)驗結果(guǒ)分析，發(fā)現氣體(tǐ)渦輪流(liu)量計受(shou)溫度影(yǐng)❗響的程(chéng)度不盡(jin)相同，主(zhu)要表現(xian)爲:相同(tóng)低溫下(xià)流量越(yuè)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼小,負誤(wù)差就越(yuè)♍大;相同(tóng)流量下(xià)溫度越(yue)低，負誤(wu)差越大(da);高溫下(xia)相同流(liu)量下，溫(wēn)度越高(gāo)，正誤差(chà)就越大(da)，但整體(ti)在合格(ge)範圍之(zhi)内。通過(guo)試驗分(fèn)析，氣體(ti)渦輪流(liú)量計需(xu)要潤滑(huá)🔱劑潤，滑(hua)才能長(zhang)時間的(de)正常工(gong)作，在低(di)溫下會(huì)出現渦(wo)輪潤滑(hua)油低溫(wen)性能不(bú)好，導緻(zhi)黏度變(bian)化較大(da)，阻力增(zēng)強，降低(dī)低溫下(xia)渦輪軸(zhóu)承的旋(xuan)轉速率(lǜ)，從♈而引(yǐn)起小流(liu)量受溫(wēn)度影響(xiang)較大的(de)情況🙇🏻。從(cóng)圖4的數(shu)據看，使(shi)用抗低(di)溫潤滑(huá)油♋可以(yi)從一定(dìng)程度上(shàng)解決此(ci)類問題(tí)的發生(sheng)，保👈證氣(qì)體渦🏒輪(lun)流量計(jì)的👌誤差(chà)在合格(ge)🔴範圍之(zhi)内。
　　在實(shi)際低溫(wēn)極限條(tiao)件下的(de)影響:①會(hui)對氣體(ti)渦輪流(liu)‼️量計的(de)機械性(xìng)能産生(shēng)一定的(de)影響，這(zhe)是不能(néng)忽略的(de)。儀💁表生(sheng)産企業(ye)，應當充(chong)分考慮(lü)到這種(zhong)極限條(tiáo)件，在機(jī)械結構(gòu)設計時(shi)降低低(di)溫㊙️對機(ji)械✉️部件(jian)的影響(xiang)🤟;②管道會(huì)産生冰(bing)渣、冰顆(kē)粒,對渦(wō)輪流量(liàng)計造成(chéng)沖擊、卡(ka)死等。建(jian)議:①廠家(jiā)應提供(gong)适當的(de)抗低溫(wen)潤滑油(yóu)，用戶在(zài)使用時(shí)也應當(dāng)按時加(jiā)注符合(hé)要求的(de)專業潤(run)滑油;②在(zai)0℃以下的(de)管道應(yīng)該⭐增加(jia)一些伴(bàn)熱設備(bèi)，保證管(guǎn)道溫度(du)不會太(tai)低，最好(hǎo)不要低(di)于0℃。

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