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涡轮流量计如何响应水和气体介质

发布时间: 2021-06-17  点击次数: 148次

涡轮流量计如何响应水和气体介质?关于这个问题,下面给大家浅析一下,供大家参考,希望对大家的工作和学习有所帮助。

1、涡轮流量计在纯水中的响应。
实验过程中,初始水流量为80m³/d,待流量稳定后记录涡轮转数,然后将流量降低10m³/d,测量各流点的涡轮转数。 实验中对两台仪表进行了测试,两台涡轮流量计在水中的响应特性一致。 给出了其中一台涡轮流量计在纯水中涡轮响应的实验结果,如图2所示。图2中横坐标为水流量,纵轴为涡轮转数。

 

实验结果表明,在纯水中,涡轮流量计的响应与流量具有良好的线性关系,重复性好,规律一致。得到涡轮转速与流量的关系如下:F=1.2225Q+0.4591;线性相关系数为 R2=0.9997。启动排水量:1#仪表启动排水量为2.5m³/d,2#仪表启动排水量为3.0m³/d。
2. 单相气体中的涡轮响应
1)干气(井筒无底水)
本实验研究了流量计对单相气体(干气)的响应规律。当井筒内无底水且流体为单相气体时,根据流量的增减方向分别调整气相流量。流量计在气体中的响应规律如图 3 所示。 从图 3 可以看出,涡轮响应与气相流量近似线性,但数据的离散程度远大于纯水相,并且重复数据的分散性也更大。此外,涡轮速度取决于气体流量在增加或减少方向上的调整。由于涡轮惯性的影响,当按照减小的流量调整流量时,相同流量对应的涡轮转速大于增大方向的转速。起始流速很大程度上取决于增加或减少的流速。根据增加的流量调整气体流量时,起始流量为40m³/d。根据风量的减少,截断流量为7m³/d,这是由于涡轮的惯性。在本实验中,气相流量最大达到150m³/d。
2)静水中纯气(井筒内充满静水)
本实验研究了井筒底部水流量计的气相。流动响应定律。将流量计放置在充满静水的井筒中,以增加气相流速并记录涡轮转速。初始气体流量为60m³/d,每次流量按10m³/d的变化递减。在流速稳定后记录涡轮转数。然后按照流量递减的顺序重复实验过程。两种仪器的响应规律是一致的。本文给出了一台涡轮流量计的响应曲线,如图 4 所示。从图 4 可以看出,涡轮响应与静水中气体流量呈非线性关系。当燃气流量低于20m³/d时,涡轮转速高于相同水流量时的转速,说明此时涡轮对燃气更为敏感。但当燃气流量大于20m³/d时,涡轮转速在相同流量下小于水中,说明此时涡轮对水更为敏感。随着气体流量的不断增加,涡轮响应逐渐趋于线性。

在井筒内充满静水的情况下,当气体流量为2.5m³/d时启动两个流量计。汽轮机的启动排量与纯水相近,启动流量远低于单相气体。原因可能是当单相气体以较低的流速通过涡轮时,由于气体具有可压缩性,因此气体更容易绕过涡轮而流过叶片与机壳之间的间隙。只有一部分气体可以驱动涡轮叶片旋转。在底水的情况下,在低流速气/水气泡流的情况下,轻相气体倾向于沿着管芯向上流动。由于液相中水的不可压缩性,很大比例的气泡只能通过涡轮叶片带动涡轮旋转,因此启动流量低于干气。
3. 气/水两相流中的涡轮响应
本实验研究了流量计对流动水中气体流量(水流量不为零)的响应规律。留作实验,气体流速依次进行。 3、5、7、10、15、20、30、40、50m/d后,对于每个气相流,水流依次按60后、50、40、30、20、15、10、7 ,5,3,1m/d顺序调整,稳定记录汽轮机转速后。两台涡轮流量计在气/水两相流中的涡轮响应规律是一致的。 1#流量计在气/水两相流中的响应如图5所示。涡轮机在水流中的低液量和高流量有不同的规律。当气量大于10m³/d时,汽轮机响应与水流量呈线性关系,而气量不变。然而,涡轮机响应在更高的气体体积下具有更高的斜率或更大的仪器常数。但是,当液体体积较小时,即水流量低于10m³/d时,涡轮响应与水相流量呈非线性关系。此时,随着水流量的增加,涡轮响应也增加,但比纯水响亮。应该缓慢增加,随着气体体积的增加,涡轮响应对液相变得不那么敏感。当燃气量达到20m³/d时,涡轮响应几乎是平坦的。台阶,说明此时涡轮失去了分辨液体流量的能力,说明涡轮流量计不适合在气体流量高时测量低液体体积下的液体流量。

涡轮流量计响应与水流量的直线斜率(即K值)是用10m³/d及以上的水相流量数据计算的,保持气体流量不变。 然后制作了气体流量与K值的关系图,如图6所示。

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