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技术文章  

涡轮流量计在水气两种介质的如何响应


发布日期:2021-06-16 点击:55次
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,之后按10m³/d的流量递减,测量每一流量点的涡轮转数。实验中共对两支仪器进行了实验,两支涡轮流量计在水中响应特性一致。给出了其中一支涡轮流量计在纯水中的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,涡轮流量计仪器响应与流量有很好的线性关系,重复性好,规律一致。拟合得到涡轮转速与流量的关系为:f=1.2225q 0.4591;线性相关系数为r2=0.9997。启动排量:1#仪器的启动排量为2.5m³/d,2#仪器的启动排量为3.0m³/d. 
2、涡轮在单相气中的响应 
1)干气(井筒中无底水) 
  本实验考察流量计对单相气(干气)的响应规律。当井筒中无底水,流体为单相气,分别按照流量增加和递减方向调节气相流量,流量计在气中的响应规律如图3所示。由图3可知,涡轮响应与气相流量近似呈线性规律,但数据的离散性远较纯水相时大,重复数据的离散性也大得多。而且涡轮转速依赖于气相流量按增加或减小方向的调节。由于涡轮惯性的影响,按流量递减调节时,对应于同样流量时的涡轮转速要大于按递增方向上的转速。启动流量强烈地依赖于流量递增或递减,按流量递增调节气流量时,启动流量为40m³/d.而按气量递减调节,则截止流量为7m³/d,这是由于涡轮的惯性所致。本实验中,气相流量最大达到了150m³/d。 
2)静水中纯气(井筒中充满静水) 
  本实验考察流量计在井筒内有底水情况下对气相.流量的响应规律。将流量计置于充满静水井筒中,增加气相的流量,记录涡轮的转速。初始气流量为60m³/d,每次流量按10m³/d变化量递减,待流量稳定后记录涡轮转数。然后仍按流量递减的顺序重复上述实验过程。实验获得的两支仪器的响应规律一致。本文给出了其中一支涡轮流量计的响应曲线,如图4所示。由图4可知,涡轮响应在静水中与气体流量呈非线性关系。当气相流量低于20m³/d时,涡轮转速高于相同水流量时的转速,表明此时涡轮对气更敏感;而当气体流量大于20m³/d时,涡轮转速小于在相同流量时水中的转速,表明此时涡轮对水更敏感。继续增加气相的流量,涡轮响应逐渐趋向于线性。 

  在井筒内充满静水的条件下,两支流量计在气流量为2.5m³/d即启动,涡轮的启动排量与纯水类似,启动流量远远低于单相气的情况。其原因可能是单相气时,在较低的流速下,气在经过涡轮时,由于气时可压缩的,,气更容易绕过涡轮而从叶片与外壳之间的缝隙流过,仅有一部分气推动涡轮叶片旋转;而存在底水的情况下,,对于在低流量气/水为泡状流,轻质相的气趋于沿管心向上流动,由于液相的水具有不可压缩性,较大比例的气泡只能经过涡轮叶片,推动涡轮旋转,因此启动流量低于干气的情况。 
3、涡轮在气/水两相流中的响应 
  本实验考察流量计在动水中(水相流量不为零)对气相流量的响应规律。实验中,气体流量依次保持为.3,5,7,10,15,20,30,40,50m³/d,对于每一个气相流量,水流量依次按60,50,40,30,20,15,10,7,5,3,1m³/d的递次调节,稳定后记录涡轮转速。获得的两支涡轮流量计在气/水两相流中的涡轮响应规律一致。其中1#流量计在气/水两相流中的响应,如图5所示。涡轮在低液量和高流量时有不同的规律,在水流.量高于10m³/d时,保持气量不变,涡轮响应与水流量呈线性关系,但在较高的气量下具有较高的斜率,或较大的仪表常数。而在在低液量下,即在水流量低于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,但较纯水时的响;应增加缓慢,而且随着气量的增加,涡轮响应对液相的敏感性越差,当气量达到20m³/d时,几乎呈一个平的.台阶,说明此时涡轮对液相流量失去了分辨能力,表明涡轮流量计在高气相流量时不适合用来测量低液量液相的流量。 

 
  保持气量不变,取水相流量10m³/d及以上时的数据,计算涡轮流量计响应与水流量关系直线的斜率(即k值),然后做出气流量与k值的关系图版如图6所示5随着气相流量的增加,k值近似呈线性增加。 
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