本文應(ying)用流體(ti)力學有(you)關理論(lun)探讨了(le)介質粘(zhan)性時轉(zhuan)子流量(liang)計 示值(zhi)影響的(de)基本規(gui)律,并以(yi)甘油水(shui)溶液爲(wei)工作介(jie)質,在流(liu)量标準(zhun)裝置上(shang)獲得了(le)LZB,10,6三種轉(zhuan)子流量(liang)計統一(yi)的粘性(xing)🔱修正🏃公(gong)式。結果(guo)表明結(jie)果的趨(qu)勢基本(ben)一‼️緻,統(tong)一📞的拈(nian)性修正(zheng)公式與(yu)實驗值(zhi)的最大(da)偏差爲(wei)3.3%。
　　轉子流(liu)量計由(you)于具有(you)結構簡(jian)單、成本(ben)低、使用(yong)方便、量(liang)♻️程範圍(wei)寬等優(you)點,廣泛(fan)地應用(yong)于工業(ye)生産及(ji)科✨學研(yan)究中,但(dan)是轉子(zi)流量計(ji)的使用(yong)如同其(qi)他流量(liang)💋計一樣(yang),遇到标(biao)定介質(zhi)與使用(yong)💯介質粘(zhan)性不一(yi)緻的🐇問(wen)題.即轉(zhuan)🌐子流量(liang)計🚶‍♀️在标(biao)定條件(jian)下使用(yong)标定介(jie)質所獲(huo)得的刻(ke)度流量(liang),當使用(yong)在實際(ji)工作條(tiao)件下工(gong)作介質(zhi)的粘性(xing)與标定(ding)介質不(bu)同時,它(ta)的刻度(du)應當作(zuo)如何修(xiu)正.對于(yu)這個問(wen)🌈題,國内(nei)外許多(duo)學者作(zuo)了大量(liang)的研究(jiu).這些研(yan)究從方(fang)法上講(jiang)可分爲(wei)兩大類(lei),一類着(zhe)重于盡(jin)可能地(di)消除粘(zhan)性影響(xiang)的新型(xing)浮子🔴的(de)設計t’l,以(yi)期避開(kai)🌈由于标(biao)定介質(zhi)與工作(zuo)介質粘(zhan)性💛不同(tong)引起的(de)示值修(xiu)正;另👣一(yi)類研究(jiu)則是着(zhe)眼于對(dui)現有的(de)轉子流(liu)量計通(tong)過試驗(yan)找出其(qi)粘性修(xiu)正曲💜線(xian),獲得在(zai)不同粘(zhan)性的工(gong)作介質(zhi)下流🌂量(liang)的轉換(huan)關系〔“~6].
　　上(shang)述兩種(zhong)方法對(dui)轉子流(liu)量計粘(zhan)性影響(xiang)的研究(jiu)有一定(ding)🌈的推♌動(dong)作用,但(dan)從目前(qian)的工作(zuo)來看尚(shang)存在一(yi)定的☀️問(wen)題.采用(yong)第一種(zhong)方法,可(ke)以找到(dao)一種粘(zhan)性影響(xiang)減小很(hen)多的浮(fu)子,如盤(pan)形浮子(zi)的粘性(xing)影響即(ji)爲老式(shi)浮子的(de)25%,但盤形(xing)浮子重(zhong)量小,這(zhe)樣轉子(zi)流量計(ji)🌈的量程(cheng)也小,無(wu)法用于(yu)實際生(sheng)産。此外(wai)🍉,盡管盤(pan)形浮♍子(zi)的粘性(xing)影響極(ji)大地降(jiang)低,但👅問(wen)題是仍(reng)然存在(zai)粘性影(ying)響,因👅此(ci)還是要(yao)尋求☎️粘(zhan)性影響(xiang)的修正(zheng).對第二(er)種方法(fa),目前大(da)都用機(ji)油作工(gong)作介質(zhi),并用加(jia)溫改變(bian)粘性的(de)辦法來(lai)獲得實(shi)驗曲線(xian).衆所周(zhou)知,采用(yong)對👈機油(you)加溫的(de)辦法,實(shi)際上改(gai)變了介(jie)質的3個(ge)參數,即(ji)🔴溫度、粘(zhan)度、密🔞度(du)。這3個對(dui)轉‼️子流(liu)量計有(you)影響的(de)參數🔞中(zhong),密度的(de)影響是(shi)可以區(qu)分出來(lai)㊙️的;但是(shi)溫度與(yu)粘度的(de)影響互(hu)相交叉(cha),很難區(qu)分。因此(ci)由這些(xie)實驗得(de)到的結(jie)果,實際(ji)上至少(shao)是兩個(ge)因素🈲影(ying)響的綜(zong)合🌐,不能(neng)獲得介(jie)質粘性(xing)這單一(yi)因素對(dui)轉子流(liu)量計示(shi)值的影(ying)響及其(qi)修正.迄(qi)今爲止(zhi)的上述(shu)兩個方(fang)面的研(yan)究還有(you)一個問(wen)題是均(jun)爲🚩實驗(yan)研究,理(li)論研究(jiu)偏少.鑒(jian)于上述(shu)情況,本(ben)文拟運(yun)用流體(ti)力學基(ji)本理論(lun),分析轉(zhuan)子的運(yun)動,導出(chu)轉子流(liu)量計的(de)數學🥵模(mo)型,從而(er)💞得出轉(zhuan)子流量(liang)計粘性(xing)修正的(de)理論曲(qu)線。在實(shi)♌驗中采(cai)用不同(tong)濃度的(de)甘油作(zuo)介質并(bing)将實驗(yan)結果進(jin)行密度(du)修正,得(de)到以理(li)論爲基(ji)礎,經實(shi)驗驗證(zheng)的轉子(zi)🔞流量計(ji)粘性修(xiu)正公式(shi).
1轉子流(liu)量計的(de)數學模(mo)型
轉子(zi)流量計(ji)的轉子(zi)在處于(yu)某一平(ping)衡位置(zhi)時受到(dao)✂️下述幾(ji)個力的(de)作用(見(jian)圖1):自上(shang)而下的(de)力
a.浮子(zi)重力Gf=ρfVfg
式(shi)中ρf—浮子(zi)的平均(jun)密度
Vf—浮(fu)子的體(ti)積g
g—當地(di)重力加(jia)速度
b.流(liu)體對浮(fu)子頂部(bu)的壓力(li)p2
自下而(er)上的力(li)
a.浮子所(suo)受的浮(fu)力
Ff=pVfg
式中(zhong)ρ—介質的(de)密度
b.流(liu)體對浮(fu)子底部(bu)的壓力(li)p1
c.浮子與(yu)被測介(jie)質的粘(zhan)性摩擦(ca)力N,這個(ge)力有兩(liang)個分量(liang)N,與N2,鑒于(yu)錐管及(ji)浮子的(de)軸對稱(cheng)性,N,自相(xiang)平衡.
浮(fu)子在平(ping)衡位置(zhi)時的力(li)平衡方(fang)程爲
P1S+N2+F1=P2S+G　　　　　　(1)
即(ji)(P1- P2) S+ N2=(ρf-ρ)Vfg　　　　(2)
式中S—浮(fu)子最大(da)截面積(ji)
浮子處(chu)在任一(yi)平衡位(wei)置時P1- P2爲(wei)常數,因(yin)此從式(shi)(2)有Nz=const?? (3)　　
假設(she)浮子處(chu)于某一(yi)平衡位(wei)置時,浮(fu)子與管(guan)壁間流(liu)體流動(dong)爲層流(liu),有

式中(zhong)t—流動流(liu)體的切(qie)應力
m—介(jie)質粘度(du)
u—r方向流(liu)體速度(du)分量
uz—Z方(fang)向流體(ti)速度分(fen)量
對錐(zhui)管錐度(du)較小的(de)轉子流(liu)量計有(you)



　　從式(16)即(ji)可由已(yi)知粘度(du)爲m1的介(jie)質,其通(tong)過轉子(zi)流量計(ji)流💋量爲(wei)Q,浮子最(zui)大橫截(jie)面所在(zai)平面錐(zhui)管半徑(jing)爲💃🏻RI2max的情(qing)☀️形時;求(qiu)得🥵粘度(du)爲m2的介(jie)質,流量(liang)同樣爲(wei)Q時,浮子(zi)最大橫(heng)截面所(suo)在平面(mian)⛷️錐管的(de)半徑爲(wei)RII2max.由此即(ji)可知道(dao)浮子的(de)相應位(wei)置,從而(er)求得粘(zhan)度爲産(chan):的介質(zhi)通🥵過錐(zhui)管時的(de)❗流量與(yu)浮子位(wei)置的關(guan)系💃🏻。再與(yu)已知的(de)召:介質(zhi)的流量(liang)與浮子(zi)位置關(guan)系曲線(xian)比較,即(ji)💋可獲得(de)轉子流(liu)量計的(de)粘度修(xiu)正曲線(xian)。
　　理論計(ji)算結果(guo)見圖2,3,4的(de)虛線.從(cong)圖中可(ke)以看出(chu):随着介(jie)♊質粘度(du)的上升(sheng),介質流(liu)量明顯(xian)下降.這(zhe)是因爲(wei)在🤩介質(zhi)😄粘度上(shang)升的同(tong)時,浮子(zi)爲了保(bao)持其粘(zhan)性阻力(li)的不變(bian)性而減(jian)㊙️小速度(du)📱的徑向(xiang)梯度,導(dao)緻介質(zhi)流量的(de)減小.這(zhe)個趨勢(shi)與式(10)的(de)結果是(shi)一緻的(de)🐆.


2實驗研(yan)究
　　本文(wen)用動态(tai)質量法(fa)标準裝(zhuang)置測量(liang)通過轉(zhuan)子流量(liang)計的介(jie)質流量(liang).使用的(de)介質爲(wei)甘油水(shui)溶液,即(ji)用在🏒甘(gan)油中加(jia)💛入不等(deng)量水的(de)辦法來(lai)改變介(jie)質的粘(zhan)度。
　　在甘(gan)油中加(jia)入水以(yi)後,在介(jie)質粘度(du)發生變(bian)化的同(tong)時介🔴質(zhi)🚶的密度(du)也發生(sheng)變化.爲(wei)了将介(jie)質密度(du)變化對(dui)轉子流(liu)量計🌈示(shi)值✊的影(ying)響與介(jie)質粘性(xing)變化對(dui)轉子流(liu)量計示(shi)值的影(ying)響區分(fen)開來.先(xian)用下式(shi)将所有(you)實驗數(shu)據♊都修(xiu)正到與(yu)20℃水的密(mi)度對應(ying)的流量(liang)值

　　實驗(yan)采用國(guo)産LZB-15 LZB-10 LZB-6玻璃(li)轉子流(liu)量計,每(mei)種各實(shi)驗2台.沒(mei)個流量(liang)刻🔴度在(zai)每個粘(zhan)度值時(shi)測量3次(ci)取平均(jun),實驗結(jie)果見圖(tu)2 3 4的實線(xian).
折現曲(qu)線課回(hui)歸成下(xia)述關系(xi):
Q=a(m)+b(m)m+c(m) m2　　　　(18)
式中m=R2/R1
　　由(you)于這些(xie)不同型(xing)号的轉(zhuan)子流量(liang)計各不(bu)幾何相(xiang)似,也不(bu)流體動(dong)力相似(si),因此上(shang)述a,b,c對不(bu)同型号(hao)的轉子(zi)😘流量🏃🏻‍♂️計(ji)是不相(xiang)同的。
對(dui)于LZB一15型(xing)
a=374.15一2224.4 m +1834.8 m2
b=38.675一38.254m一(yi)1.6394 m2
e=一0.077771一1.0519m+1.6394 m2
對(dui)于LzB一10型(xing)
a=-775.42 +726.9m
b=15.86一16.475 m
c=-0.17857 +0.196 m
對于(yu)LZB-6型
a=-155.641 +154.726m
b=6.2479+7.602m
c=一0.061789 +0.12932 m
　　理(li)論計算(suan)的結果(guo)與實驗(yan)值的最(zui)大偏差(cha)不超過(guo)3.3%
3讨論
a.理(li)論模型(xing)推導時(shi)實際上(shang)用的是(shi)一元流(liu)動模型(xing),因此⛷️對(dui)錐管錐(zhui)度小的(de)玻璃轉(zhuan)子流量(liang)計理論(lun)與實驗(yan)值吻合(he)較好.
b.理(li)論結果(guo)是在層(ceng)流流動(dong)前提下(xia)得到的(de).證明對(dui)LZB一15, LZB一10,LZB一(yi)6三🌈類轉(zhuan)子流量(liang)計理論(lun)計算與(yu)實驗基(ji)本一緻(zhi)💞,因此對(dui)這些流(liu)量計該(gai)模型是(shi)可行的(de)。
c.由于條(tiao)件的限(xian)制,特别(bie)是試驗(yan)對象的(de)品種、規(gui)格、數量(liang)都不多(duo)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻,因此可(ke)能使本(ben)文的試(shi)驗結果(guo)産生很(hen)大👈的局(ju)限性,隻(zhi)能是個(ge)方法性(xing)的探讨(tao),大量的(de)問題有(you)待于考(kao)量。

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