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渦輪流量計測量溫變黏性液體的全面探索
發(fā)布時間:2025-03-03 08:25:58

渦輪流量計通過流體沖擊其葉輪旋轉(zhuǎn),將流體的動能轉(zhuǎn)化為機械能測量流量,其獨特的機制在多數(shù)流體測量中表現(xiàn)優(yōu)異,其在化工、石油行業(yè)有廣泛的應(yīng)用。溫變黏性液體是黏度會隨溫度發(fā)生變化的液體。在測量溫變黏性液體(如芥酸)時,渦輪流量計產(chǎn)生了較大誤差。芥酸常溫為結(jié)晶體,為方便泵送,需對芥酸加熱融化,加熱后芥酸黏度逐漸降低,黏度的變化對渦輪流量計計量精度造成影響,這不僅影響生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性,還可能引發(fā)工藝波動、設(shè)備損壞乃至安全事故。

目前黏度對渦輪流量計計量影響的研究方法可分為數(shù)學模型研究、實驗研究和仿真研究3種。在理論探索方面,López-González等應(yīng)用質(zhì)量守恒方程、能量守恒方程、動量方程和角動量守恒方程建立了渦輪流量計的數(shù)學模型,為后續(xù)研究及仿真奠定基礎(chǔ); 趙建亮對不同口徑的渦輪流量計進行水實驗和多黏度實驗,研究結(jié)果表明,黏度增大時測量線性度有所提升,且小口徑流量計對黏度變化的敏感度更高;Guo等利用多重參考系對渦輪流量計的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化,有效降低了黏度對測量精度的影響; 張永勝等創(chuàng)新性地提出了基于Fluent軟件的六自由度模型,通過實驗驗證了其在流體測量中的可行性,為渦輪流量計的仿真研究開辟新的道路。針對有結(jié)晶的流體,Caldas等設(shè)計了一款切向式渦輪流量計,旨在提高對有結(jié)晶流體測量的適應(yīng)性。李宜霖、孫興偉等研究不同黏度泥漿對測量的影響,并對切向式流量計的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化;Rochmanto等利用空氣對壓縮可燃氣進行標定,提出了運動黏度作為校準標準的新思路。

在渦輪流量計測量特性的廣泛研究中,國內(nèi)外學者采用將不同黏度流體混合的方法,有效調(diào)控實驗流體的黏度范圍,從而深入探討?zhàn)ざ茸兓瘜u輪流量計測量性能的影響機制。然而,不同黏度流體混合可實現(xiàn)黏度變化,但與單一流體仍存在區(qū)別,流體物理性質(zhì)(如密度)并不完全相同,在相同驅(qū)動力下,密度較大的液體由于慣性力作用流動更慢。因此,利用芥酸作為實驗流體,對渦輪流量計進行不同黏度點、不同流量點的實驗,對數(shù)據(jù)進行分析,利用ExpDec2數(shù)學模型對儀表系數(shù)進行擬合,對于提升測量精度、保障生產(chǎn)安全具有重要意義。

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