渦輪流量計(jì)的原理，影響一臺渦輪流量計(jì)特性的因素如下:
流體的溫度和壓力；流體的密度和粘度；流體的清潔度；流量變化的程度；流動(dòng)狀態(tài)和流量計(jì)的狀態(tài)。
能量通過流體流過時(shí)產(chǎn)生的安裝在頸形或球形軸承上的多葉片轉(zhuǎn)子的移動(dòng)被提取。在理想條件下角速度只與葉片的角度有關(guān)并直接比例于液體的線速度。傳統(tǒng)型渦輪流量計(jì)局限于對低粘度液體的測量。
正位移流量計(jì)的原理 很多正位移流量計(jì)的設(shè)計(jì)是從正位移泵(可滑動(dòng)的葉片或雙轉(zhuǎn)子)演變而來的。能量通過流體流經(jīng)時(shí)克服克服內(nèi)部摩擦產(chǎn)生的測量腔的移動(dòng)提取的。所有正位移流量計(jì)在可移動(dòng)部件和固定部件問有機(jī)械性間隔。這些機(jī)槭性間隔允許流體繞過測量腔?；瑒?dòng)的量影響流量計(jì)的工作情況,其影響表現(xiàn)為：流體粘度(低粘度使移動(dòng)增加)；溫度和壓力(引起測量腔的膨脹)；流量(壓降隨流量增大而增大)；氣蝕(低操作壓力引起)；湍流(快速的流量變化對內(nèi)部質(zhì)量)；流體中的沉淀物和蠟(堵塞和沖蝕內(nèi)部部件)；
軸承摩擦(沖蝕,腐蝕,流體不穩(wěn))。
螺旋式渦輪流量計(jì) 螺旋式渦輪流量計(jì)是渦輪流量計(jì)的新型發(fā)展。其轉(zhuǎn)子的外型是長的螺旋葉片,在頸型軸承上轉(zhuǎn)動(dòng)并利用刺型軸承來支持反向流動(dòng)。設(shè)計(jì)包括一個(gè)可拆裝的測量腔(“套筒”),檢測附件(磁探頭)和一個(gè)焊接的或一次成型的機(jī)體帶機(jī)械連接。
流體壓力的影響 流體壓力的變化會(huì)導(dǎo)致相關(guān)液體的體積因壓縮影響發(fā)生改變。由于在檢定時(shí)與操作時(shí)流體壓力的改變,傳統(tǒng)型渦輪流量計(jì)的集合特性會(huì)被改變,這樣就會(huì)造成測量的不準(zhǔn)確。螺旋式渦輪流量計(jì)采用雙容器設(shè)計(jì),從而可以使任何流體壓力變化的影響降為零。實(shí)際上,測量段的壓力與內(nèi)外表面的壓力是相同的,因此這一測量段不受流體壓力的影響而改變。
溫度的影響 流體溫度的變化會(huì)通過改變流體性質(zhì)(粘度,密度,膨脹)和流量計(jì)的幾何特性(膨脹)而使流量計(jì)的工作情況產(chǎn)生多種改變。同壓力對液體的影響一樣,被導(dǎo)致的粘度和密度的變化,但是因?yàn)閷@些變化的敏感度很低,可以僅考慮流量計(jì)的幾何特性來修正流體溫度變化的影響。實(shí)際上,通過一些理論發(fā)展和實(shí)驗(yàn)室測試, 螺旋式渦輪流量計(jì)可以被溫度補(bǔ)償。當(dāng)流體溫度升高時(shí),測量段増長兩倍于所用材料的熱膨脹系數(shù)。另外,當(dāng)流體溫度升高時(shí),轉(zhuǎn)子葉片傾斜度増加一倍于所用材料的熱膨脹系數(shù)。流量計(jì)的修正因數(shù)隨以下系數(shù)改變而改變。
粘度的影響 渦輪流量計(jì)對流體的粘度很敏感。在一些實(shí)例中,粘度的影響可能通過工作情況(誤差,校正流量計(jì)系數(shù),流量計(jì)精度或K系數(shù))被表現(xiàn)。但是，由于葉片外型,流量計(jì)尺寸,粘度范圍,及葉片的數(shù)量都是決定實(shí)際工作狀況的影響因素,而螺旋式渦輪流量計(jì)與傳統(tǒng)型渦輪流量計(jì)是不同的。
螺旋式渦輪流量計(jì)對與粘度變化的敏感度比正位移流量計(jì)和傳統(tǒng)型渦輪流量計(jì)要小。流量計(jì)都需要通過標(biāo)定來確認(rèn)流量計(jì)系數(shù)和一般工作特性如壓降。渦輪流量計(jì)都用ZUI終使用粘度的產(chǎn)品來標(biāo)定。如果應(yīng)用的是高粘度流體,而用諸如水的流體標(biāo)定來確認(rèn)流量計(jì)系數(shù),來推斷工作性能是不現(xiàn)實(shí)的螺旋式渦輪流量計(jì)在限定量程比范圍內(nèi),對一種粘度流體的應(yīng)用,其線性精度為±0.15%。這一量程比對于低粘度產(chǎn)品,如LFG或汽油,為大于等于10:1,當(dāng)粘度增大時(shí)逐步減小。根據(jù)不同的應(yīng)用,我們可以設(shè)置和改變量程比,使線性精度達(dá)到0.15%,0.25%,0.5%ａnd 1%。
安裝條件 渦輪流量計(jì)都在某種程度上受上游安裝的影響,下游安裝的影響較小。影響的量值,既可為正也可為負(fù),因設(shè)計(jì)和安裝的不同而不同。不僅要考慮到上游的安裝,還要考慮遠(yuǎn)于它的鄰近的其它安裝。安裝可能會(huì)導(dǎo)致管道中的流速的剖面圖不同于流量計(jì)在實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定時(shí)的。在實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定時(shí),很長的直管段可使流動(dòng)穩(wěn)定沒有旋渦。
標(biāo)準(zhǔn)建議在流量計(jì)上游5D處安裝使用一個(gè)10長,帶直型渦輪葉的穩(wěn)流器。 螺旋式液體渦輪流量計(jì)允許將5D減小為2D,且不會(huì)對流量計(jì)的工作性能造成任何改變。當(dāng)然,根據(jù)要求,仍可使用API設(shè)計(jì)。特殊設(shè)計(jì)(TLM驅(qū)動(dòng)系列流量計(jì))使穩(wěn)流器與表體一體化,從而縮短安裝長度,可以取代例如正位移流量計(jì)的應(yīng)用。
螺旋式渦輪流量計(jì)在標(biāo)定時(shí)水平安裝。當(dāng)應(yīng)用時(shí)需要以其它形式安裝時(shí),如裝車架是垂直的,流量計(jì)也可以在標(biāo)定時(shí)垂直安裝。從我們的經(jīng)驗(yàn)看,當(dāng)流體自下而上流動(dòng)時(shí),安裝形式對流量計(jì)的性能的影響不大，對于自上而下的流動(dòng),壓降要加上轉(zhuǎn)子的重量，沖擊摩擦?xí)哟?。這種情況下，工作性能會(huì)被輕度影響，可靠性降低。
維護(hù) 流量計(jì)的維護(hù)很重要。在修理過程中停產(chǎn)或?qū)⒘髁坑?jì)送回制造廠修理或標(biāo)定是比較耗時(shí)間和費(fèi)用的，流量計(jì)套筒的設(shè)計(jì)可以使整個(gè)套筒做為一個(gè)整體配件在線迅速更換。這樣可以在不間斷生產(chǎn)的情況下對有問題的套筒進(jìn)行修理和標(biāo)定。而且,這一設(shè)計(jì)顯著地降低了維修成本，特別是與正位移流量計(jì)的維護(hù)成本相比。
空間考慮 在原油生產(chǎn)中的另一方面是可用空間問題，特別是海上鉆井平臺，要求有緊密的設(shè)計(jì)。新的穩(wěn)流設(shè)備的發(fā)展,證明了傳統(tǒng)的上游直管段的長度可以顯著地被縮短，從而限定整個(gè)測量線的長度。新的對帶有一體化穩(wěn)流設(shè)備的新型流量計(jì)的品質(zhì)試驗(yàn)證明，即使該流量計(jì)被安裝在90°彎管的下游，或飛機(jī)的兩個(gè)90°彎管出口，或半堵塞盤，也可以在安全不用上游直管段情況下，達(dá)到±0.15%精度和±0.02%重復(fù)性。
結(jié)論 螺旋型渦輪流量計(jì)優(yōu)于傳統(tǒng)型的渦輪流量計(jì)，兼具 API MPMS中規(guī)定的正位移流量計(jì)和傳統(tǒng)型渦輪流量計(jì)的使用范圍?？梢杂脕頊y量高粘度的液體及多產(chǎn)品/多粘度情況的測量當(dāng)應(yīng)用于不潔液體時(shí)不易產(chǎn)生漂移流量計(jì)堅(jiān)實(shí)耐用，可以吸收掉較小的破壞而不改變工作性能。即使流體中含有顆粒，纖維或廢料時(shí)也可保持良好的重復(fù)性，其高穩(wěn)定性和重復(fù)性適用于小體積管或活塞式體檢管結(jié)合雙計(jì)時(shí)法或脈沖插入法的標(biāo)定。
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