涡轮流量计测量温变黏性液体的全面探索

涡轮流量计通过流体冲击其叶轮旋转，将流体的动能转化为机械能测量流量，其独特的机制在多数流体测量中表现优异，其在化工、石油行业有广泛的应用。温变黏性液体是黏度会随温度发生变化的液体。在测量温变黏性液体(如芥酸)时，涡轮流量计产生了较大误差。芥酸常温为结晶体，为方便泵送，需对芥酸加热融化，加热后芥酸黏度逐渐降低，黏度的变化对涡轮流量计计量精度造成影响，这不仅影响生产过程的稳定性，还可能引发工艺波动、设备损坏乃至安全事故。

目前黏度对涡轮流量计计量影响的研究方法可分为数学模型研究、实验研究和仿真研究3种。在理论探索方面，López－González等应用质量守恒方程、能量守恒方程、动量方程和角动量守恒方程建立了涡轮流量计的数学模型，为后续研究及仿真奠定基础; 赵建亮对不同口径的涡轮流量计进行水实验和多黏度实验，研究结果表明，黏度增大时测量线性度有所提升，且小口径流量计对黏度变化的敏感度更高;Guo等利用多重参考系对涡轮流量计的结构进行优化，有效降低了黏度对测量精度的影响; 张永胜等创新性地提出了基于Fluent软件的六自由度模型，通过实验验证了其在流体测量中的可行性，为涡轮流量计的仿真研究开辟新的道路。针对有结晶的流体，Caldas等设计了一款切向式涡轮流量计，旨在提高对有结晶流体测量的适应性。李宜霖、孙兴伟等研究不同黏度泥浆对测量的影响，并对切向式流量计的结构进行优化;Ｒochmanto等利用空气对压缩可燃气进行标定，提出了运动黏度作为校准标准的新思路。

在涡轮流量计测量特性的广泛研究中，国内外学者采用将不同黏度流体混合的方法，有效调控实验流体的黏度范围，从而深入探讨黏度变化对涡轮流量计测量性能的影响机制。然而，不同黏度流体混合可实现黏度变化，但与单一流体仍存在区别，流体物理性质(如密度)并不完全相同，在相同驱动力下，密度较大的液体由于惯性力作用流动更慢。因此，利用芥酸作为实验流体，对涡轮流量计进行不同黏度点、不同流量点的实验，对数据进行分析，利用ExpDec2数学模型对仪表系数进行拟合，对于提升测量精度、保障生产安全具有重要意义。