介質(zhì)粘度對渦輪流量計系數(shù)影響流體粘度變化是影響渦輪流量計特性曲線、線性度的重要因素。為了拓展其應(yīng)用范圍,國內(nèi)外學(xué)者對渦輪流量計在不同粘度介質(zhì)中的特性進(jìn)行了大量的理論研究和試驗研究。對這方面的研究工作進(jìn)行過總結(jié),但受到流體力學(xué)理論發(fā)展的限制,過去的研究通常以試驗為主,或者通過解析的方法進(jìn)行研究。國內(nèi)孫立軍等利用標(biāo)準(zhǔn)稱重法和標(biāo)準(zhǔn)表搭建了標(biāo)定試驗臺研究粘度對測量精度的影響,測量介質(zhì)分別為水、柴油和甲基纖維素水溶液,其中甲基纖維素水溶液的運(yùn)動粘度為4.816×103m2s，利用活塞式標(biāo)準(zhǔn)體積管研究了粘度對流量計儀表系數(shù)的影響,其標(biāo)定介質(zhì)運(yùn)動粘度范圍為1×106m2/s~2.10×10m2/s之間,得到了渦輪流量計測量粘性介質(zhì)時的特性曲線。基于葉輪力矩平衡原理的解析方法是利用一元流動理論或者翼形理論以及二元邊界層理論和葉柵理論針對葉輪不同部位計算驅(qū)動力矩和粘性阻力矩,計算中一般根據(jù)經(jīng)驗公式確定各力矩。其中YXu的理論模型在預(yù)測儀表系數(shù)方面與試驗得到了很好的吻合,并認(rèn)為誤差主要來自軸承摩擦阻力矩計算不準(zhǔn)確的影響。 計算了穩(wěn)定狀態(tài)下的氣體渦輪流量計內(nèi)部流場,分析了兒何結(jié)構(gòu)等對內(nèi)流場的影響。孫立軍國和王振等應(yīng)用 Fluent軟件在忽略軸承摩擦阻力矩的情況下數(shù)值預(yù)測了軸向式和切向式渦輪流量計的流量儀表系數(shù),但他們提出的方法還是基于

試算的原則,通過預(yù)估轉(zhuǎn)動速度不斷接近力矩平衡點(diǎn)。本文所提出的數(shù)值標(biāo)定方法基于暫態(tài)非定常過程的數(shù)值標(biāo)定方法,同時考慮軸承阻力矩的影響。

1、基于暫態(tài)非定常數(shù)值模擬的渦輪流量計標(biāo)定方法

1.1暫態(tài)非定常湍流控制方程

渦輪流量計數(shù)值標(biāo)定就是確定渦輪流量計在給定流量下的穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度,本文提岀的數(shù)值標(biāo)定方法采用暫態(tài)非定常數(shù)值模擬,開始階段給定較小的轉(zhuǎn)動速度,標(biāo)定過程中渦輪轉(zhuǎn)動速度不斷變化,相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)參考坐標(biāo)系的角速度也隨之變化,通過判斷每個轉(zhuǎn)速下的力矩是否平衡以確定其穩(wěn)定轉(zhuǎn)速對于渦輪流量計中的靜止部件(前后直管段和整流器)可以采用纟色對坐標(biāo)系下流體微團(tuán)的連續(xù)方程和動量方程進(jìn)行計算,但對于葉輪內(nèi)部的流動,則采用非慣性坐標(biāo)系作為參考坐標(biāo)系進(jìn)行討論