從變壓器油的特性出發(fā)，研究了黏度及儀表系數(shù)隨溫度的變化，并采用靜態(tài)質(zhì)量法油流量標(biāo)準(zhǔn)裝置對(duì)渦輪流量計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)表進(jìn)行了檢定，從而進(jìn)一步研究黏度對(duì)渦輪流量計(jì)儀表系數(shù)的影響，為渦輪流量計(jì)的儀表系數(shù)修正提供了參考。

油品計(jì)量在貿(mào)易、節(jié)能控制領(lǐng)域起著非常關(guān)鍵的作用。鑒于原油的重要作用，油品流量計(jì)量的準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到供需雙方的巨大經(jīng)濟(jì)利益。一些新型流量計(jì)，如質(zhì)量流量計(jì)、超聲波流量計(jì)等率先在石油工業(yè)中得到應(yīng)用，這些儀表的使用，對(duì)流量量值的溯源提出了特殊要求。由于油品的黏度大部分都比較高，在計(jì)量時(shí)不得不考慮油的黏度特性對(duì)流量的影響，對(duì)儀器儀表計(jì)量特性的影響，從而對(duì)油流量裝置中的標(biāo)準(zhǔn)表的選擇提出了更高的要求。渦輪流量計(jì)以其精度高、量程范圍大等優(yōu)點(diǎn)被選用在 DN80 mm 以上的管徑中應(yīng)用。下面就以高精度電子秤作為計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，渦輪流量計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)表，用電子秤來(lái)檢定渦輪流量計(jì)，從油品的黏度上對(duì)渦輪流量計(jì)儀表系數(shù)的特性進(jìn)行研究。

1.試驗(yàn)方法和測(cè)量原理

1.1黏度的測(cè)量

流體黏度是由于液體內(nèi)部的速度差，流層間存在切向阻力而引起的，液體的這種性質(zhì)叫做液體的黏性 。而用來(lái)表征液體黏性的量稱(chēng)之為黏度，黏度是流體的重要物理性質(zhì)之一，是區(qū)分牛頓流體和非牛頓流體的一個(gè)重要參數(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中，非牛頓流體黏度的測(cè)量有其廣泛的用途，在工業(yè)生產(chǎn)和基礎(chǔ)科學(xué)研究中具有重要的意義。測(cè)定液體黏度的方法和設(shè)備將直接決定生產(chǎn)耗費(fèi)。黏度數(shù)據(jù)的及時(shí)獲得以及黏度測(cè)量的誤差，都有可能影響企業(yè)的利益或科學(xué)研究的成敗。而我們所研究的油品的速度梯度與剪應(yīng)力是不符合牛頓黏性定律的流體，稱(chēng)為非牛頓流體，濃稠的懸浮液、乳濁液、泥漿、長(zhǎng)鏈聚合物溶液、生物流體、液體食品、涂料以及混凝土混合物等均為非牛頓流體。在實(shí)際中，大約有 90% 的流體都是非牛頓流體，非牛頓性流體的速度梯度與剪應(yīng)力呈曲線關(guān)系，或者呈不過(guò)原點(diǎn)的直線關(guān)系，如圖 1 所示，圖中，除①號(hào)曲線為牛頓體外，其他曲線都是非牛頓體。而試驗(yàn)用的變壓器油也屬于非牛頓流體。旋轉(zhuǎn)測(cè)量法作為測(cè)量黏度***直接的方法，其原理是基于流體中的物體旋轉(zhuǎn)或這些物體靜止而使周?chē)牧黧w旋轉(zhuǎn)，這些物體將受到流體的黏性力矩的作用，黏性力矩的大小與流體的黏度成正比，通過(guò)測(cè)量黏性力矩計(jì)旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速求黏度。在測(cè)量時(shí)，把油樣品放入到恒溫水浴中，然后把測(cè)黏度的轉(zhuǎn)子完全沒(méi)入油樣品中，測(cè)量在不同溫度下樣品的黏度值并記錄下來(lái)，如圖 2 所示。

旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)測(cè)量計(jì)算公式如式 ( 1)  ～ 式 ( 3)所示。

式中: ω 為轉(zhuǎn)子角速度，rad / s; Ｒc 為轉(zhuǎn)子中心到護(hù)架間的距離，cm; Ｒb 為轉(zhuǎn)子的半徑，cm; L 為轉(zhuǎn)子的長(zhǎng)度，cm; x 為轉(zhuǎn)子的剪切速率，cm; η 為運(yùn)動(dòng)黏度，mm2 / s; τ 為動(dòng)力黏度，Pa / s; γ 為轉(zhuǎn)速，r / min; M 為剪切力矩，N·m。

1. 2 密度的測(cè)量

油品的密度在稱(chēng)重法流量裝置中對(duì)儀表的修正也是很重要的量之一，要想取得很好的儀表精度，密度的計(jì)量和測(cè)量以及代入計(jì)算也很重要。

本文采用在線密度計(jì) 和實(shí)驗(yàn)室玻璃密度計(jì)測(cè)量相結(jié)合的原理來(lái)測(cè)定溫度對(duì)密度的影響。

實(shí)驗(yàn)室采用的玻璃密度計(jì)型號(hào)為 SY-02，密度范圍為 700 ～ 960 kg / m3 ，刻度間隔 0. 5 kg / m3 ，***大刻度誤差 ± 0. 3 kg / m3 ; 溫度計(jì)范圍 0 ～ 50 ℃ ，刻度間隔 0. 1 ℃ ，***大誤差 ± 0. 1 ℃ 。按照規(guī)程中的要求對(duì)油品進(jìn)行升溫處理，而后得到測(cè)量密度，并整理其數(shù)據(jù)。

在線密度計(jì)密度測(cè)定按下列公式計(jì)算測(cè)得

式中: ρms 為參比條件下的密度，kg / m3 ; ρm 為工況條件下密度計(jì)顯示值，kg / m3 ; γ 為液體密度溫度系數(shù)，℃ － 1 ; ts 為標(biāo)準(zhǔn)參比溫度，℃ ; t 為液體平均溫度，℃ ; F 為壓縮系數(shù)，kPa － 1 ; Pm 為液體飽和蒸汽壓力，kPa; Pe 為工況條件下平均壓力，kPa; Df為密度系數(shù)。

1. 3 渦輪流量計(jì)的測(cè)量

渦輪流量計(jì)以其量程寬、壓力損失小、響應(yīng)快、容易維修等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于石油化工等行業(yè)。計(jì)量時(shí)，準(zhǔn)確度的影響也至關(guān)重要，作為標(biāo)準(zhǔn)表其準(zhǔn)確度要求更高，因此要考慮多方面的因素來(lái)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)渦輪流量計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)。在實(shí)驗(yàn)室滿足檢定條件、安裝要求的情況下，對(duì)溫度、黏度、介質(zhì)、壓力都要有很高的要求 。檢定示意圖如圖 3所示。

2.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

采用靜態(tài)質(zhì)量法，用 Ⅰ級(jí)電子秤作為標(biāo)準(zhǔn)器對(duì)渦輪流量計(jì)進(jìn)行檢定，渦輪流量計(jì)的量程范圍為 0 ～ 120 m3 / h，按規(guī)定取 5 個(gè)點(diǎn)  ( 0. 2Qmax ，0. 4Qmax ，0. 6Qmax ，0. 7Qmax ，Qmax ) 進(jìn)行檢定。在不同的溫度下分別檢定 6 次，并記錄數(shù)據(jù)如表 1 所示。

由檢定數(shù)據(jù)可得特性曲線如圖 4 所示。

由圖 4 所示可知: 隨著黏度的增加，該儀表系數(shù)越接近出廠標(biāo)定值，其誤差越小，可降低到0. 15 % 以?xún)?nèi)，滿足作為標(biāo)準(zhǔn)表的要求。

3.結(jié)論

（1)  質(zhì)量法電子秤精度高，其準(zhǔn)確度高達(dá)02% ，標(biāo)定渦輪流量計(jì)準(zhǔn)確可靠。

( 2) 黏度對(duì)渦輪流量計(jì)的儀表系數(shù)影響不大，隨著黏度的增加，儀表系數(shù)隨之變大，但到一定程度其數(shù)值增大的不是很明顯。

（3)  渦輪流量計(jì)儀表系數(shù)的變化在 0. 21% ～30% ，而對(duì)于渦輪流量計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)表的精度要求為 0. 10 ～ 0. 15% 之間，因此要做適時(shí)的修正，從而獲得更高的準(zhǔn)確度。