甲苯流量計在不同黏度介質(zhì)中試驗分析

摘要:文章介紹了甲苯流量計的工作原理及特點(diǎn)，利用現有燃油流量標準及滑油流量標準，分別對三臺不同口徑(Ф40mm，Ф25mm，Ф15mm)甲苯流量計進(jìn)行了性能測試，并對測試結果進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。測試主要依據JJG1037—2008《甲苯流量計檢定規程》進(jìn)行，測試結果表明黏度對甲苯流量計性能有較大影響。
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及國家對能源、環(huán)境的重視，流量計量的地位更加突出，相關(guān)技術(shù)也取得了很大的進(jìn)步，如多種新型流量計不斷投入使用，傳統流量計技術(shù)得到改進(jìn)、精度更高等。各種在線(xiàn)計量、國際比對、實(shí)流測試等已成為當今流量計量發(fā)展的主要方向。工業(yè)實(shí)際應用中流量的準確計量需要高準確度的流量計來(lái)保證，更需要對流量計量?jì)x表的正確使用來(lái)保證。依據實(shí)際需要，國防科技工業(yè)4113二級計量站先后建立了燃油流量標準裝置、液壓油流量標準裝置和滑油流量標準裝置。在現有條件下，我們對甲苯流量計在燃油和滑油兩種黏度相差較大的液體中進(jìn)行了性能測試和比較，以期對廣大流量計研發(fā)人員有所指導，對流量計使用人員有所啟發(fā)。
1甲苯流量計
甲苯流量計是一種速度式流量?jì)x表，主要依據動(dòng)量矩守恒原理。其基本結構如圖1所示，主要由傳感器1，變送器2及二次儀表3組成。工作時(shí)，液體通過(guò)流量計內腔，對葉片產(chǎn)生沖擊而使渦輪旋轉，渦輪旋轉速度隨流量大小變化而變化，通過(guò)渦輪的轉速得到液體介質(zhì)的流量。甲苯流量計具有結構簡(jiǎn)單，體積、質(zhì)量小，精度高等特點(diǎn)，所以在工業(yè)實(shí)際中應用最為廣泛。
2試驗標準及測試儀表
2.1試驗標準
此次比對試驗所使用裝置為我單位所擁有的兩臺液體流量標準裝置，各自技術(shù)指標如下。

(1)航空燃油流量標準:試驗介質(zhì)為ＲP-3航空燃油;流量范圍為0.04～100m3/h;不確定度為0.05%(k=2，k為包含因子);裝置采用動(dòng)態(tài)質(zhì)量法;變溫范圍為常溫～50℃;溫控精度為±1℃。
(2)航空潤滑油流量標準:試驗介質(zhì)為4050航空潤滑油;流量范圍為0.1～80m3/h;不確定度為0.05%(k=2);裝置采用靜態(tài)質(zhì)量法;變溫范圍為－35～150℃;溫控精度為±1℃。
2.2測試儀表
此次試驗測試所用流量?jì)x表為我單位所使用標準流量計，共3臺，其主要參數如下。
(1)Φ40流量計。型號規格為L(cháng)WGY-40;流量范圍為3～30m3/h;出廠(chǎng)等級為0.5級。(2)Φ25流量計。型號規格為L(cháng)WGY-25;流量范圍為1.2～12m3/h;出廠(chǎng)等級為0.5級。
(3)Φ15流量計。型號規格為L(cháng)WGY-15;流量范圍為0.6～4m3/h;出廠(chǎng)等級為0.5級。
3試驗測試
3.1測試依據
對單個(gè)流量計的測試主要依據JJG1037—2008《甲苯流量計檢定規程》。其中主要參數及計算方法如下:

式中:Kij為第i檢定點(diǎn)第j次檢定的儀表系數，L－1或(m3)－1，其中，i=1，2，3，…，m，m為檢定點(diǎn)數，m≥3，j=1，2，3，…，n，n為檢定次數，n≥3;Nij為第i檢定點(diǎn)第j次檢定時(shí)流量計顯示儀表測得的脈沖數;Vij為第i檢定點(diǎn)第j次檢定時(shí)標準裝置測得的實(shí)際流量，L或m3。

式中:K為流量計的儀表系數，L-1或(m3)-1;E為流量計的儀表最大示值誤差，L-1或(m3)-1;(Ki)max為流量計所有檢定點(diǎn)中所得到的Ki中的最大值，L-1或(m3)-1;(Ki)min為流量計所有檢定點(diǎn)中所得到的Ki中的最小值，L-1或(m3)-1。
3.2測試結果
依據以上方法對所選流量計進(jìn)行測試，具體情況如下。
3.2.1Φ40流量計測試條件及結果
(1)滑油測試條件。環(huán)境溫度:24.5℃;大氣壓力:100610Pa;濕度:27.8%;介質(zhì)黏度:31.63cSt(1cSt=10－6m2/s，余同)。
(2)燃油測試條件。環(huán)境溫度:12.8℃;大氣壓力:101210Pa;濕度:30.3%;介質(zhì)黏度:1.62cSt。
Φ40流量計測試數據如表1所示。

依據表1測試數據，經(jīng)計算可得，Φ40流量計在滑油及燃油中測試結果如表2所示，測試線(xiàn)形圖如圖2所示。

3.2.2Φ25流量計測試條件及結果
(1)滑油測試條件。環(huán)境溫度:24.9℃;大氣壓力:100560Pa;濕度:30.3%;介質(zhì)黏度:35.41cSt。
(2)燃油測試條件。環(huán)境溫度:25.61℃;大氣壓力:100760Pa;濕度:19.7%;介質(zhì)黏度:1.47cSt。
Φ25流量計測試數據如表3所示。
依據表3測試數據，經(jīng)計算可得，Φ25流量計在滑油及燃油中測試結果如表4所示，測試線(xiàn)形圖如圖3所示。


3.2.3Φ15流量計測試條件及結果
(1)滑油測試條件。環(huán)境溫度:24.8℃;大氣壓力:100570Pa;濕度:29.3%;介質(zhì)黏度:37.83cSt。
(2)燃油測試條件。環(huán)境溫度:19.26℃;大氣壓力:100850Pa;濕度:25.9%;介質(zhì)黏度:1.5cSt。

Φ15流量計測試數據如表5所示。

依據表5測試數據，經(jīng)計算可得，Φ15流量計在滑油及燃油中測試結果如表6所示，測試線(xiàn)性圖如圖4所示。

4結論
從測試結果數據分析可知：
(1)甲苯流量計在兩種不同黏度液體介質(zhì)中系數不同。
(2)甲苯流量計在兩種黏度介質(zhì)中線(xiàn)性差別較大，且在高黏度液體介質(zhì)中線(xiàn)性較差。
(3)甲苯流量計在兩種不同黏度液體介質(zhì)中重復性都較好。

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