丽江油浸式变压器响应特性的研究

    在油田生产过程参数（如温度、压力等）检测中，以流量测量最为复杂，是较难测量的参数。而且，流量检测在油田生产过程中又十分重要，因而引起了工程技术人员的广泛兴趣。丽江油浸式变压器是检测液体流量的仪器之一，但由于液体各参数（如温度、粘度、密度等）的影响，使得丽江油浸式变压器在实际应用过程中的测量有偏差，给生产带来了困难。本文主要研究不同温度下对响应K值的影响。

    1 丽江油浸式变压器测量原理

    1.1 基本原理

    丽江油浸式变压器是一种速度式仪表，它是以动量矩守恒原理为基础的，流体冲击叶片，使旋转，的旋转速度随流量的变化而变化，最后从涡 轮的转数求出流量值，通过磁电转换装置（或机械输出装置）将转速变化成电脉冲，送入二次仪表进行计算和显示，由单位时间电脉冲数和累计电脉冲数反映出 瞬时流量和累计流量。

    1.2 丽江油浸式变压器的影响因素

    丽江油浸式变压器的理想特性曲线仅与仪表结构参数有关，与流量变化无关，仪表系数K为一常数。而实际曲线并非如此，对于实际的丽江油浸式变压器， 首先必须克服轴承的静摩擦力后才能转动。我们将克服静摩擦力矩所需的最小流量值称为该的始动流量值。当通过丽江油浸式变压器的流量小于始动流量值时，涡 轮不转，无信号输出。当流量大于始动排量以后，随着流量的增加，旋转角速度也将增大。以后在测量范围内，流体产生的阻力矩将成为影响丽江油浸式变压器特性的主要 因素。相对来说，由轴承间摩擦产生的机械阻力矩就比较小了。流体产生的阻力矩对的影响又分为两种情况，当流体以较低速度流经，仪表常数是随被测液 体的流量和运动粘度变化而变化的；当流体以较高速度流经，仪表常数只与仪表本身的结构参数有关，而与流量无关。只有这种状态时，仪表常数才真正表示了 常数的性质。丽江油浸式变压器的流量范围就是根据这一区间来确定的。

    2 实验及结果分析

    2.1 实验数据－在水中不同温度下的响应

    不同温度下，用水标定k值的情况如表1，从表1中可以发现，由于水的温度有所增加，的K（K=F/Q）值相对减小。

表1

    2.2 实验数据－在油中不同温度下的响应

    不同温度下，标准对油流量的响应数值如下表：

表2

    根据上表做出油对K值得响应特性曲线，如图1所示，冷油（16度）对K值的响应特性，即F=119.7Q-46.383；热油（60度）对K值的响电 话：0635-5085581应特性，即：

    F=107.04Q-20.484。

    由此，我们可以推导出：

    Q1=（F1+20.48）/107.04    （1）

    Q2=（F2+46.38）/119.7    （2）

    式中：Q1-热油流量；Q2-冷油流量；F1-对Q1的频率响应值；F2-对Q2的频率响应值。

图1

    将公式（1）（2）组成方程组，解得：（1）当F=F1=F2=142.2时，Q1=Q2；

    （2）当F=F1=F2>142.2时，K值大的流速相对较小；

    （3）当F=F1=F2<142手 机：15006359039.2时，K值大的流速相对较大。

    如图2为标准在不同流量、不同油温下的K值响应曲线。标准K值计算公式为：K=F/Q。

图2

    其中F为标准在某一流量范围内的响应频率。Q=V/T（m^3/D），假设V为某一固定体积容器，那么T即为以某固定流量Q充满固定体积V所用的时间。

    由上面图表我们看到，当Q1=Q2时，F1〈F2，K1〈K2。因此可以得出，当流量一定时，标定冷水的K值比热水的K值大。如果提高流量Q1，使F1=F2，这时又出现下面的情况：当F1=F2时，Q1〉Q2，K1>K2。

    3 结论

    （1）温度的变化会引起丽江油浸式变压器金属材料热胀冷缩，几何尺寸的变化会引起转速的变化，K值也会随之改变。

    （2）当标定K值大时，在同样响应频率时实际流量小。

    （3）实验中的温度参数对所用液体的粘度和密度有很大影响。