1 引言

　　流程工業(yè)中常用單相流量儀表測量液液雙相（組分）流體流量，與用單相流體校準流量相比，會帶來一定偏差。對這一問題，20世紀90年代英國Hertfordshire大學A.F.Skea，就油或水中第2相（組分）液體含量對容積式流量計、文丘里流量計、螺旋葉輪和平板葉輪渦輪流量計、科里奧利質量流量計、渦街流量計做了流量測量影響的實驗研究，發(fā)表于FlowMeasurementandInstrumentation（1999：151～157）。本文轉述其中科里奧利流量計和渦街流量計的實驗過程和結果，筆者進一步作了一些探討。

　　2　試驗

　　試驗對象是Endress+Hauser的1.5″（1″= 25.4mm，下同）和3″直管以及橫河電機的2″U形管科里奧利流量計，羅斯蒙特的4″渦街流量計。

　　試驗是在NEL（英國國家工程實驗室）的流量校準設備上進行的，設備系統(tǒng)如圖1所示：多相流國家標準設備，用于試驗3″和4″儀表，油和水分別由各自的參比（標準）流量計測量；用于試驗1.5″和2″儀表，油水混液由混合泵混合，并由快速取樣回路中科里奧利密度計測量密度，求取密度與第2組分體積分數(shù)。

　　油水混液是相互不溶的液液雙組分流體，油的黏度在50℃時為10mm2/s，第2組分的體積分數(shù)分別是3%，6%，9%，12%，15%。

　　3　試驗數(shù)據(jù)

　　圖2～5是科里奧利流量計的試驗數(shù)據(jù)。其中1.5″直管和2″U形管只做油含水的試驗，3″直管做油含水和水含油的試驗，圖6，7是4″渦街流量計油含水和水含油的試驗數(shù)據(jù)，為便于觀察變化趨勢，筆者在圖中添繪了曲線。該實驗設計不足之處是未將純油或純水單相的試驗數(shù)據(jù)標繪在相應的圖上，作為分析比較的參比量，因此最低第2組分含量無法與純液體比較，只能在第2相不同含量之間進行比較。

　　4　討　論

　　4.1　科里奧利流量計

　　科里奧利流量計直接測得質量流量，體積流量只是根據(jù)儀表本身所測密度運算而得，密度未作記錄。雖然該研究目標是體積流量，然而對以質量流量為主的科里奧利流量計，若能提出所測質量流量數(shù)據(jù)，人們可直接了解第2相的體積分數(shù)對質量流量的影響。

　　兩種形狀測量管的儀表，U形管儀表的第2相效應明顯大于直管。試比較圖2，3和圖4，大流量時對于油中水不同含量，直管儀表的誤差變化在0.5%以內，而U形管儀表為2%；小流量時直管儀表一般變化不小于1%，最大為3.5%，而U形管儀表為4%～6%。小流量時第2相不同含量引起誤差變化都大，隨著流量增大誤差變化明顯減小，例如圖3中3″直管儀表測量油中含水，流量超過12L/s，誤差變化從3.5%～1%下降到小于0.6%，稱此流量為轉變流量qVt。這是由于流量超過qVt后，第2相散布趨于更均勻，從而誤差減小。從圖中讀得各儀表的qVt和誤差變化，如表1所列，qVt的名義管徑流速均在1.5m/s左右，測量管內徑常小于名義管內徑，其流速還要高，因文中未列測量管內徑，無法估算其值。

　　科里奧利流量計測量水中含油的qVt大于油中含水的qVt。

　　4.2　渦街流量計

　　渦街流量計的第2相效應大于直管形科里奧利流量計。渦街流量計在水含油流體中的第2相效應大于在油含水流體中的效應。

　　5　結束語

　　a）兩種儀表測量液液雙相流體時，第2相的效應是不容忽視的，特別在流量小于qVt時誤差變化更為顯著。
　　b）qVt時的名義管徑流速在1.5m/s左右，這已是接近流程工業(yè)液體常用經濟流速1.5～3m/s的下限。因此在應用中是經常會遇到第2相引起的較大誤差變化。
　　c）U形管科里奧利流量計的第2相引起誤差變化比直形管的大，可以認為測量管形狀相當程度上影響到體積流量測量值。