摘要：用常用的液體智能渦輪流量計(jì)測(cè)量低黏度的成品油和輕質(zhì)原油時(shí)，出現(xiàn)油內(nèi)含水的工況。以油水混合液為研究對(duì)象，研究其*二組分在不同體積分?jǐn)?shù)下對(duì)渦輪流量計(jì)測(cè)量誤差的影響。研究表明：不同口徑的渦輪流量計(jì)在不同總參比流量下，引起的測(cè)量誤差不同；相同口徑的螺旋葉片渦輪流量計(jì)在*二組分不同體積分?jǐn)?shù)下，引起的誤差變化比直葉片渦輪流量計(jì)大；渦輪流量計(jì)測(cè)量水中含油混合液由*二組分體積分?jǐn)?shù)不同引起的測(cè)量誤差比油中含水大。

在流程工業(yè)中，常用液體流量?jī)x表測(cè)量液-液兩相流體流量，與用單相流體（如水）校準(zhǔn)的流量相比，測(cè)量結(jié)果會(huì)有一定偏差。對(duì)該問(wèn)題，20世紀(jì)90年代英國(guó)Hertfordshire大學(xué)針對(duì)油水混合液中*二組分液體體積分?jǐn)?shù)對(duì)多種流量?jī)x表做流量測(cè)量影響的實(shí)驗(yàn)研究。 筆者曾轉(zhuǎn)述其中科里奧利質(zhì)量流量計(jì)和渦街流量計(jì)兩種新型流量?jī)x表的研究。然而在石油工業(yè)常用渦輪流量計(jì)（TUF）測(cè)量中低黏度的成品油和輕質(zhì)原油時(shí)，出現(xiàn)油內(nèi)含水的工況，為此筆者進(jìn)一步分析討論*二組分體積分?jǐn)?shù)對(duì)渦輪流量計(jì)測(cè)量誤差影響的程度。

1、實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)對(duì)象是ITTBarton公司50mm（2in）和100mm（4in）直葉片TUF和Faure Herman公司50mm和10mm螺旋葉片TUF。

試驗(yàn)在英國(guó)**工程實(shí)驗(yàn)室（NEL）的多相流**標(biāo)準(zhǔn)裝置A和油水混合回路稱(chēng)重系統(tǒng)校準(zhǔn)裝置A上進(jìn)行。A裝置用于校準(zhǔn)100mmTUF，油和水分別由各自參比（標(biāo)準(zhǔn)）流量計(jì)測(cè)量；B裝置用于校準(zhǔn)50mmTUF。油水混合液由混合泵混合、稱(chēng)重并由快速取樣回路中科里奧利密度計(jì)測(cè)量密度，求取密度與*二組分體積分?jǐn)?shù)以及參比體積流量。

油水混合液是相互不溶的液液雙組分流體，油*號(hào)是Mobil Velocite D（相對(duì)密度為865kg·m-3），*二組分體積分?jǐn)?shù)分別為3%，6%，9%，12%，15%。

2、結(jié)果與討論

圖1～圖3是直葉片TUF實(shí)驗(yàn)結(jié)果，圖4～圖6是螺旋葉片TUF實(shí)驗(yàn)結(jié)果。為便于觀察變化趨勢(shì)，筆者在圖中添繪了*二組分*低和*高體積分?jǐn)?shù)數(shù)據(jù)點(diǎn)曲線。

油水混合液在水平管道內(nèi)靜止時(shí)油和水是分層的；在開(kāi)始流動(dòng)或很低流速時(shí)處于油水兩層的分層流；隨著流速增加油水逐漸混合，流速愈大兩相混合愈均勻；當(dāng)進(jìn)入渦輪葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)兩相混合將更為均勻。因此，混合液兩相均勻程度是影響測(cè)量誤差的因素之一。

1）*二組分體積分?jǐn)?shù)引起的誤差變化。從圖1～圖6可以看出*二組分體積分?jǐn)?shù)在3%（6%）～15%之間引起誤差絕大部分在0.2%～1.0%。

100mm渦輪流量計(jì)總參比流量大于12L/s時(shí)，50mm渦輪流量計(jì)總參比流量大于3L/s時(shí)，兩相流混合更趨均勻使誤差減少；而在低流速時(shí)流誤差變化較大。各實(shí)驗(yàn)的誤差變化見(jiàn)表1所列。

比較兩種渦輪葉片TUF的誤差變化。總體上相同尺寸螺旋葉片TUF*二組分體積分?jǐn)?shù)引起的誤差變化比直葉片TUF大。

3）油中含水與水中含油兩者誤差變化的差異。渦輪流量計(jì)測(cè)量水中含油*二組分體積分?jǐn)?shù)變化引起測(cè)量誤差變化比油中含水大。

隨著油中含水*二組分體積分?jǐn)?shù)增加，誤差沿y軸正向變化；隨著水中含油*二組分體積分?jǐn)?shù)增加，誤差則沿y軸負(fù)向變化。

3、結(jié)束語(yǔ)

兩種渦輪葉片流量計(jì)測(cè)量液液雙相流時(shí)，*二組分體積分?jǐn)?shù)變化的效應(yīng)對(duì)（0.2%～0.5%）R準(zhǔn)確度TUF是不容忽視的。

100mm渦輪流量計(jì)測(cè)量的總參比流量為12L/s和50mm渦輪流量計(jì)測(cè)量的總參比流量為3L/s時(shí)，相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)管徑流速1.53m/s。實(shí)驗(yàn)表明TUF測(cè)量值低于該值時(shí)，*二組分體積分?jǐn)?shù)變化引起誤差變化較大。這一速已接近流程工業(yè)常用經(jīng)濟(jì)流速1.5～3.0m/s的下限。因此，必要時(shí)應(yīng)縮小儀表口徑以提高流速減小*二組分體積分?jǐn)?shù)變化的影響。