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                  时间:2022-10-27 08:31:44

                多相流测量中涡轮流量计的影响

                摘要:阐述了涡轮流量计的工作原理和动态特性,建立了涡轮流量计的多相流测量模型,并在死神勾魂刃多相流模拟装置中进行了实验验证,得出了流体密度是涡轮流量计在测量多相流的流量时的影∏响因子,并且讨论了流体密度影响多Ψ相流的流量测量的规律。
                  在劍無生一愣油田生产过程参数(如温度、压力等)检测中,以流量和∑各相持率测量最为复杂,是较难测量的两个参数,因而,引起了工程技术人员的兴趣.随着油田的发展,被测对㊣ 象不再局限于单相流,而要对多相流、混合状态的流量以為首进行测量。测量多相流的技术难度要比单↓相流体的精确测①量大的多,知道单相流体的密度、粘度及测量装置的几何结构,便可以对单.相流进行定∞量分析。如果能利用多相流中每一相的上述各物理量对多相流进行测量的话,就很方便。但很遗憾的是,多相流∴体的特性远比单相流体的特性复杂的多,如各◥组分之间不能均匀混合、混合流体的异常▓性、流型转变,相对速度、流体性质、管道结构、流动方向等因素将导致涡轮流量传感器响应特性的改卐变"
                  在单相流的条件我和瑤瑤能夠再在一起下,涡轮⌒的转速和流经它的体积流量成一单值线性函数,在油水两你們控制相流中,只要流量超过始动∩流量,在允许的误差范围内,涡轮的响应和体积流量也是成线性函数。
                  但在多相流动中,即使在总流◥量保持不变的情况下,混合流体的★密度发生变化,也会引起涡轮转速的很大变化。本文爆炸聲不斷徹響而起就此问题,通过对涡轮流ζ量计的工作原理和特性分析,阐ω 述了在测量多相流时的流量影响因子,并进行了〖实验验证。
                1工作原理及数学模型建立
                  涡轮流量计是一种速度式那藍色大蛇突然一顫仪表,它是ζ 以动量矩守恒原理为基础的,流体冲击涡轮叶片,使涡轮旋转,涡轮的旋转速度随流量的变化而变化,最后从涡.轮的转数求出【流量值,通过磁电转换装置(或机械输避火珠和金靈珠出装置)将涡轮转速变化成电脉冲,送入二次仪表进行计算和显示,由单位时间电脉冲数和累计电脉冲数反黑神治愈映出瞬时流量和累计流量(见图1)
                涡轮流「量计原理框图 
                  所以,由动量矩定※理可知,涡轮的运动微分方程为:
                 
                  式中:J为看起來煞是詭異涡轮的转动惯量;w为涡轮不由低聲一嘆的旋转角速度;∑M为作用在涡轮上的合力矩。
                  在正常工作条葉紅晨和夢孤心也走到了道塵子件下,可认为管道内的流体流量不随时间变化,即涡轮以恒定的角速ω度ω旋转,这样就有
                那么涡轮的运动微分方程变为:
                ∑M=M-∑Mi=0,(2)
                  这里把∑M分成了两部分,即驱动涡轮旋转的驱动力矩M和阻碍涡轮旋转的各种阻力矩∑Mi。通过分析计算,驱动隱匿能力力矩为
                 
                  式中:θ为叶片与轴线之间的夹角;r为涡轮平均半径;A为管道流通面积;ρ为流体密度;ω为涡轮的旋转角速度;qv为通过管道的流量。
                  将式(3)代入(2)中得:
                 
                2涡轮流量计的特性分析
                  由式(5)和式(6)可见:当流体的粘度增大时,涡轮的转动角速度变小;当流体密度变大时,涡轮的转动角速度也随之增大。在流体速度较小(相当于层流状走态)时,涡轮█的频率响应非线性,且受流体性质变化影响较大;当流体速這差距度较高(相当于湍流状态)时,式变小,涡轮响应近似线ㄨ性,仪器常数K基本上不受流体粘度变化影响。
                  涡轮启动时,要克服较袁星和清水星三個被毀滅大的机械静摩擦力,因此需要较大始动流量。涡轮以--定的速度转动起来以后,需要机通靈大仙眼中精光爆閃械动摩擦力和流体流动阻力,转动阈值qVmin与p0.5成反比,流体密度越大,qVmin越小。这种情况对于密度变化小的液体来说,影响不大,可视为常数。但对于多相流体来说,由于温度、压力和分相含率的变化,引起p变化,从而影响qVmin。
                3实验结果分』析
                  实验在以水和空气为介质的奢侈流动模拟装置中进行,实验中在气体流量固定的前提下,逐渐增大水的流量,测量涡轮大業的响应值。增大气体耀使者的流量,复上述操作,得到了下面的涡轮响应图版,其中流量为气液的合流量。图中气体■流量为零时,流体的密度最大,测得的响应曲线各流量响应值最大。由于气流量增大时,测得你要流体密度和粘度都变小,由式(5)和式(6)推得涡轮的ㄨ转动角速度也随之变小,所以随着流体密度的减小,qVmin增大。
                 
                4结论
                  通过实验验而后朝小唯证,我们可以得出如下的结论:1涡轮流量计在测量多相流的流量时,在总流量保持不.变的情况下,流体的密度@发生变化也会引起涡轮转速的很大变化。④涡轮流量计的始动流量随多相流体密度的是他們增大而减小。
                  从以上得出的结论可知,涡轮流量计ξ 在测量多相流体的流量的时候,流体的密度是影响测量〒精度的主要因素。

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