渦輪流量計是一種可靠的,用于測量流體流量的儀表。石油、化工領(lǐng)域大量使用渦輪流量計測量輸運天然氣、燃料油和烴類流體的流量,渦輪流量計的準確度對于涉及能源的貿(mào)易交接非常重要。自從1790年Reinhard Woltman 使用第一臺渦輪流量計測量水流量以來,渦輪流量計經(jīng)歷了許多變化和改進,仍然被認為是一種準確且穩(wěn)定的工業(yè)儀表,在穩(wěn)定條件下,液體渦輪流量計的準確度可以達到 0.5%,氣體渦輪流量計的準確度可以達到1.0%。
通常情況下,計量技術(shù)機構(gòu)或校準實驗室使用某一種流體(一般是水)校準渦輪流量計,而實際被測對象常常是另外一種介質(zhì)。即使校準和工作場合中使用同一種介質(zhì),液體的運動粘度易受溫度變化影響,渦輪流量計性能會有較大的差異,需要增加額外的校準工作。例如,在油品或烴類介質(zhì)的貿(mào)易交接中,如果更換了管道中的介質(zhì)或介質(zhì)的物性發(fā)生較大變化,都要對渦輪流量計進行一次現(xiàn)場重新校準。
以往的研究表明,渦輪流量計在低粘度流體(1mm2/s及以下)和高粘度流體((50~100)mm2/s)下的標定曲線形態(tài)有很大不同。雖然對此已有很多研究和報道,但粘度影響渦輪流量計性能的流體動力學(xué)機理仍未被完全理解。已經(jīng)發(fā)表的渦輪流量計物理模型大多基于動量和氣翼理論,但這些模型都依賴于實驗數(shù)據(jù)的修正,還沒有一個經(jīng)過廣泛驗證的物理模型能夠充分解釋渦輪流量計的輸出響應(yīng)以及標定曲線的變化細節(jié)。