更新時(shí)間:2024-10-29
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在流量測量中由于各種流量計(jì)總會受到流體物性中某一種或幾種參量的影響,所以流體的物性很大程度上會影響流量計(jì)的選型。因此,所選擇的測量方法和流量計(jì)不僅要適應(yīng)被測流體的性質(zhì),還要考慮測量過程中流體物性某一參量變化對另一參量的影響。比如,溫度變化對液體粘度的影響。
流體物性方面常見的有密度、粘度、蒸汽壓力和其他參量。這些參量一般可以從手冊中查到,評估使用條件下流體各參量和選擇流量計(jì)的適應(yīng)性。但也會有些物性是無法查到。比如腐蝕性、結(jié)垢、堵塞、相變和混相狀態(tài)等。
(1)流體的溫度和壓力
仔細(xì)的分析流量計(jì)內(nèi)流體的工作壓力和溫度,尤其是測量氣體時(shí)溫度壓力變化造成過大的密度變化,可能要改變所選擇的測量方法。比如,溫度和壓力影響流量測量準(zhǔn)確度等性能時(shí),要作溫度或壓力修正。另外,流量計(jì)外殼的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)和材質(zhì)也取決于流體的溫度和壓力。因此,必須確切地知道溫度和壓力的最大值和最小值。當(dāng)溫度和壓力變動很大時(shí)更應(yīng)仔細(xì)選擇。
還應(yīng)注意在測量氣體時(shí)要確認(rèn)其體積流量值是在工況狀態(tài)下的溫度和壓力還是在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的溫度和壓力。
(2)流體的密度
對于液體,在大部分應(yīng)用場合下其密度相對恒定,除非溫度變化很大而引起較大變化,一般可不進(jìn)行密度修正。在氣體應(yīng)用場合,流量計(jì)的范圍度和線性度,取決于氣體密度,,一般要知道在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況狀態(tài)下的值,以便選用。也有將流動狀態(tài)的值換算到某些*的參比值,這種方法在石油儲運(yùn)方面應(yīng)用普遍。低密度氣體對某些測量方法,特別是利用氣體動量推動檢測傳感器的儀表(比如渦輪流量計(jì))會比較困難。
(3)粘度
各種液體之間粘度差別很大,且因溫度變化有顯著變化。而氣體則不同,各種氣體之間粘度差別較小,其值一般較低。且不會因溫度和壓力變化而有顯著變化。因?yàn)橐后w的粘度比氣體高得多。比如在20℃和100kPa下,水的動力粘度為 Pa·s,而空氣的動力粘度則為 Pa·s,所以液體一定要考慮粘度的影響,而氣體的粘度就不如液體那樣重要。
粘度對各類流量計(jì)的影響程度不一樣,比如,對于電磁流量計(jì)、超聲流量計(jì)和科里奧利式質(zhì)量流量計(jì)的流量值是在很寬粘度范圍內(nèi),可以認(rèn)為不受液體粘度的影響;容積式流量計(jì)的誤差特性和粘度有關(guān),可能會略受影響;而浮子流量計(jì)、渦輪流量計(jì)和渦街流量計(jì),當(dāng)粘度超過某值時(shí)則影響較大以致不能使用。
有些流量計(jì)的特性用管道雷諾數(shù)作為參變量進(jìn)行描述的,而管道雷諾數(shù)是流體粘度、密度以及管道流速的函數(shù)。因此,粘度對儀表特性還是有影響的。
粘度也是判別牛頓流體或非牛頓流體的一個(gè)參數(shù),大多數(shù)流量測量方法和流量計(jì)僅適用于牛頓流體。所有氣體都是牛頓流體。大多數(shù)液體以及含有少量球形微粒的液體也是牛頓流體。只適用于牛頓流體的測量方法和流量計(jì),如果應(yīng)用于非牛頓流體時(shí)將給測量帶來影響。所以,牛頓流體是流體流量測量正常使用的重要條件。
粘度對不同類型的流量計(jì)范圍度的影響趨勢各異,一般容積式流量計(jì)粘度增加,范圍度擴(kuò)大。而渦輪流量計(jì)和渦街流量計(jì)則相反,粘度增加,范圍度縮小。因此,在評估流量計(jì)的適應(yīng)性時(shí),應(yīng)該要掌握液體的溫度—粘度特性。
某些非牛頓流體(如鉆井泥漿、紙漿、巧克力、油漆)性質(zhì)的液體,它們的流動狀態(tài)復(fù)雜,不易判斷其屬性,當(dāng)選擇流量計(jì)時(shí)必須謹(jǐn)慎。
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