渦輪流量計(jì)如何響應(yīng)水和氣體介質(zhì)

渦輪流量計(jì)如何響應(yīng)水和氣體介質(zhì)？關(guān)于這個(gè)問(wèn)題，下面給大家淺析一下，供大家參考，希望對(duì)大家的工作和學(xué)習(xí)有所幫助。

1、渦輪流量計(jì)在純水中的響應(yīng)。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，初始水流量為80m³/d，待流量穩(wěn)定后記錄渦輪轉(zhuǎn)數(shù)，然后將流量降低10m³/d，測(cè)量各流點(diǎn)的渦輪轉(zhuǎn)數(shù)。 實(shí)驗(yàn)中對(duì)兩臺(tái)儀表進(jìn)行了測(cè)試，兩臺(tái)渦輪流量計(jì)在水中的響應(yīng)特性一致。 給出了其中一臺(tái)渦輪流量計(jì)在純水中渦輪響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如圖2所示。圖2中橫坐標(biāo)為水流量，縱軸為渦輪轉(zhuǎn)數(shù)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在純水中，渦輪流量計(jì)的響應(yīng)與流量具有良好的線性關(guān)系，重復(fù)性好，規(guī)律一致。得到渦輪轉(zhuǎn)速與流量的關(guān)系如下：F=1.2225Q+0.4591；線性相關(guān)系數(shù)為 R2=0.9997。啟動(dòng)排水量：1#儀表啟動(dòng)排水量為2.5m³/d，2#儀表啟動(dòng)排水量為3.0m³/d。
2. 單相氣體中的渦輪響應(yīng)
1）干氣（井筒無(wú)底水）
本實(shí)驗(yàn)研究了流量計(jì)對(duì)單相氣體（干氣）的響應(yīng)規(guī)律。當(dāng)井筒內(nèi)無(wú)底水且流體為單相氣體時(shí)，根據(jù)流量的增減方向分別調(diào)整氣相流量。流量計(jì)在氣體中的響應(yīng)規(guī)律如圖 3 所示。 從圖 3 可以看出，渦輪響應(yīng)與氣相流量近似線性，但數(shù)據(jù)的離散程度遠(yuǎn)大于純水相，并且重復(fù)數(shù)據(jù)的分散性也更大。此外，渦輪速度取決于氣體流量在增加或減少方向上的調(diào)整。由于渦輪慣性的影響，當(dāng)按照減小的流量調(diào)整流量時(shí)，相同流量對(duì)應(yīng)的渦輪轉(zhuǎn)速大于增大方向的轉(zhuǎn)速。起始流速很大程度上取決于增加或減少的流速。根據(jù)增加的流量調(diào)整氣體流量時(shí)，起始流量為40m³/d。根據(jù)風(fēng)量的減少，截?cái)嗔髁繛?m³/d，這是由于渦輪的慣性。在本實(shí)驗(yàn)中，氣相流量最大達(dá)到150m³/d。
2）靜水中純氣（井筒內(nèi)充滿靜水）
本實(shí)驗(yàn)研究了井筒底部水流量計(jì)的氣相。流動(dòng)響應(yīng)定律。將流量計(jì)放置在充滿靜水的井筒中，以增加氣相流速并記錄渦輪轉(zhuǎn)速。初始?xì)怏w流量為60m³/d，每次流量按10m³/d的變化遞減。在流速穩(wěn)定后記錄渦輪轉(zhuǎn)數(shù)。然后按照流量遞減的順序重復(fù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程。兩種儀器的響應(yīng)規(guī)律是一致的。本文給出了一臺(tái)渦輪流量計(jì)的響應(yīng)曲線，如圖 4 所示。從圖 4 可以看出，渦輪響應(yīng)與靜水中氣體流量呈非線性關(guān)系。當(dāng)燃?xì)饬髁康陀?0m³/d時(shí)，渦輪轉(zhuǎn)速高于相同水流量時(shí)的轉(zhuǎn)速，說(shuō)明此時(shí)渦輪對(duì)燃?xì)飧鼮槊舾?。但?dāng)燃?xì)饬髁看笥?0m³/d時(shí)，渦輪轉(zhuǎn)速在相同流量下小于水中，說(shuō)明此時(shí)渦輪對(duì)水更為敏感。隨著氣體流量的不斷增加，渦輪響應(yīng)逐漸趨于線性。

在井筒內(nèi)充滿靜水的情況下，當(dāng)氣體流量為2.5m³/d時(shí)啟動(dòng)兩個(gè)流量計(jì)。汽輪機(jī)的啟動(dòng)排量與純水相近，啟動(dòng)流量遠(yuǎn)低于單相氣體。原因可能是當(dāng)單相氣體以較低的流速通過(guò)渦輪時(shí)，由于氣體具有可壓縮性，因此氣體更容易繞過(guò)渦輪而流過(guò)葉片與機(jī)殼之間的間隙。只有一部分氣體可以驅(qū)動(dòng)渦輪葉片旋轉(zhuǎn)。在底水的情況下，在低流速氣/水氣泡流的情況下，輕相氣體傾向于沿著管芯向上流動(dòng)。由于液相中水的不可壓縮性，很大比例的氣泡只能通過(guò)渦輪葉片帶動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，因此啟動(dòng)流量低于干氣。
3. 氣/水兩相流中的渦輪響應(yīng)
本實(shí)驗(yàn)研究了流量計(jì)對(duì)流動(dòng)水中氣體流量（水流量不為零）的響應(yīng)規(guī)律。留作實(shí)驗(yàn)，氣體流速依次進(jìn)行。 3、5、7、10、15、20、30、40、50m/d后，對(duì)于每個(gè)氣相流，水流依次按60后、50、40、30、20、15、10、7 ,5,3,1m/d順序調(diào)整，穩(wěn)定記錄汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速后。兩臺(tái)渦輪流量計(jì)在氣/水兩相流中的渦輪響應(yīng)規(guī)律是一致的。 1#流量計(jì)在氣/水兩相流中的響應(yīng)如圖5所示。渦輪機(jī)在水流中的低液量和高流量有不同的規(guī)律。當(dāng)氣量大于10m³/d時(shí)，汽輪機(jī)響應(yīng)與水流量呈線性關(guān)系，而氣量不變。然而，渦輪機(jī)響應(yīng)在更高的氣體體積下具有更高的斜率或更大的儀器常數(shù)。但是，當(dāng)液體體積較小時(shí)，即水流量低于10m³/d時(shí)，渦輪響應(yīng)與水相流量呈非線性關(guān)系。此時(shí)，隨著水流量的增加，渦輪響應(yīng)也增加，但比純水響亮。應(yīng)該緩慢增加，隨著氣體體積的增加，渦輪響應(yīng)對(duì)液相變得不那么敏感。當(dāng)燃?xì)饬窟_(dá)到20m³/d時(shí)，渦輪響應(yīng)幾乎是平坦的。臺(tái)階，說(shuō)明此時(shí)渦輪失去了分辨液體流量的能力，說(shuō)明渦輪流量計(jì)不適合在氣體流量高時(shí)測(cè)量低液體體積下的液體流量。

渦輪流量計(jì)響應(yīng)與水流量的直線斜率（即K值）是用10m³/d及以上的水相流量數(shù)據(jù)計(jì)算的，保持氣體流量不變。 然后制作了氣體流量與K值的關(guān)系圖，如圖6所示。

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