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螺旋式涡轮流量计与单叶轮容积式流量计的理论研究与优化结 题 报 告2024/8/11 周日1USTC2024/8/11 周日2合同内容螺旋式涡轮流量计理论研究与数值仿真：螺旋式涡轮流量计理论研究与数值仿真：1、通过理论研究、数值仿真及原理实验相结合的办法，确定螺旋式涡轮流量计各个结构参数（螺旋角、轴承阻力、叶片数量、重叠度、间隙、轮毂等）与仪器常数K值及启动排量的关系并分析出主要影响因素及次要影响因素，总结出合理的数学模型；2、结合上述研究成果，总结出螺旋式涡轮流量计在低流量测试条件下的设计指导原则，结合室内试验给出螺旋式涡轮流量计优化方案。3、探讨流体的物理性质对涡轮流量计响应规律的影响；单叶轮容积式流量计机理研究及优化：单叶轮容积式流量计机理研究及优化：1、单叶轮容积式流量计的驱动机理与响应规律研究；2、对单叶轮容积式流量计的叶片数量及形状、进液口和出液口位置、大小及内部流道结构等结构参数及流体粘度对其启动排量的影响进行研究；3、结合室内实验提出优化方案。USTC研究内容2024/8/11 周日3数学模型和结构参数影响数学模型和结构参数影响设计指导原则设计指导原则流体物理性质影响流体物理性质影响螺旋式涡轮流量计螺旋式涡轮流量计螺旋式涡轮流量计螺旋式涡轮流量计驱动机理和响应规律研究驱动机理和响应规律研究参数影响研究参数影响研究设计优化方案设计优化方案单叶轮容积式流量计单叶轮容积式流量计单叶轮容积式流量计单叶轮容积式流量计（即切向涡轮流量计）（即切向涡轮流量计）（即切向涡轮流量计）（即切向涡轮流量计）USTC第一部分第一部分 螺旋式涡轮流量计的理论研究与数值仿真螺旋式涡轮流量计的理论研究与数值仿真2024/8/11 周日4螺旋式涡轮流量计的数学模型和结构参数影响1螺旋式涡轮流量计的设计指导原则2流体物理性质对涡轮流量计的响应规律影响3USTC2024/8/11 周日51、螺旋式涡轮流量计的数学模型和结构参数影响研究思路研究思路USTC2024/8/11 周日61、螺旋式涡轮流量计的数学模型和结构参数影响理论模型理论模型涡轮的设计参数：叶片数目N叶片顶端半径Rt轮毂半径Rh叶片螺旋角a(不同半径处不同)轮毂长度Lh叶片厚度Tb流动管道半径Ro主要的相关无量纲参数：u叶片数目Nu叶片顶端间隙比(Ro-Rt)/(Rt-Rh)u叶片均方根半径处功角au叶片重叠度u轮毂半径比Rh/RoUSTC2024/8/11 周日71、螺旋式涡轮流量计的数学模型和结构参数影响Td为涡轮转动的驱动力矩；Th为轮毂表面的粘性阻力矩；Tt为叶片顶端与传感器外壳的粘性摩擦阻力矩；Tw为轮毂端面粘性摩擦阻力矩；Tb为轴与轴承的粘性摩擦阻力矩（流动产生的力矩）；Tm为磁电阻力矩，轴与轴承的机械摩擦阻力矩；J为涡轮的转动惯量；为涡轮转动的角速度。涡轮转动力矩方程：可由叶栅理论或数值模拟求得可由粘性流体力学根据具体情况求出精确解未知，但相对较小，在涡轮转速较高时可以忽略可由涡轮的材质等参数计算待求量USTC2024/8/11 周日81、螺旋式涡轮流量计的数学模型和结构参数影响叶片驱动力矩求解r0转换为叶栅条件：Vr极小，流线是半径相等的螺旋线。USTC2024/8/11 周日91、螺旋式涡轮流量计的数学模型和结构参数影响各阻力矩求解u轮毂表面摩擦阻力矩：u轮毂端面摩擦阻力矩：u叶片顶端摩擦阻力矩：u轴承上的流体摩擦阻力矩：u轴承上的机械摩擦阻力矩和电磁阻力矩USTC2024/8/11 周日101、螺旋式涡轮流量计的数学模型和结构参数影响入口速度分布层流湍流过渡阶段USTC2024/8/11 周日111、螺旋式涡轮流量计的数学模型和结构参数影响理论求解结果与实验对比优势优势：易改变参数易改变参数求解速度快求解速度快可研究范围广可研究范围广理论研究手段缺陷缺陷：流动分离会造流动分离会造成误差成误差启动排量不准启动排量不准确确无法计算沿半无法计算沿半径方向流动径方向流动USTC2024/8/11 周日121、螺旋式涡轮流量计的数学模型和结构参数影响数值模拟方法数值模拟方法ANSYS Turbo SystemANSYS Workbench协同仿真平台ANSYS BladeGen旋转机械叶片设计ANSYS Design Modeler 通用几何建模ANSYS TurboGrid旋转机械网格划分ANSYS FLUENT&CFX 通用求解器ANSYS CFD-POST通用后处理器USTC2024/8/11 周日131、螺旋式涡轮流量计的数学模型和结构参数影响几何模型及网格计算域为单个叶片及其周边流场网格数为25万六面体网格在计算过程中，我们采用单一变量（涡轮直径、高度、材质、螺旋角、轴承阻力、叶片数量、重叠度、间隙、轮毂等）的方法进行计算；即是指在考察某一参数对涡轮流量计的影响时，保持其他的参数不变，这样便于比较和分析；并对后续的工作带来一定的便利。USTC2024/8/11 周日141、螺旋式涡轮流量计的数学模型和结构参数影响=0，span=0.5 速度分布图USTC2024/8/11 周日151、螺旋式涡轮流量计的数学模型和结构参数影响实验方法实验方法单项实验平台平台采用透明外壳涡轮流量计优势：准确判断涡轮是否启动测量涡轮低速转动观察到涡轮不均匀转动USTC2024/8/11 周日161、螺旋式涡轮流量计的数学模型和结构参数影响油水两相油水两相实验平台平台水路油路油水混合处涡轮流量计USTC2024/8/11 周日171、螺旋式涡轮流量计的数学模型和结构参数影响三相流三相流实验平台平台密度kg粘性mPa.s表面张力mN/m柴油8651.520.15水9921.020.15实验用流体USTC2024/8/11 周日181、螺旋式涡轮流量计的数学模型和结构参数影响参数影响分析参数影响分析主要参数叶片顶端间隙机械摩擦阻力矩轮毂半径叶片个数叶片重叠度叶片螺旋角USTC2024/8/11 周日191、螺旋式涡轮流量计的数学模型和结构参数影响总体分析涡轮转动的力矩平衡方程：转动惯量涡轮响应敏感程度涡轮响应敏感程度启动排量启动排量迟滞效应迟滞效应转动惯量转动惯量涡轮质量影响USTC2024/8/11 周日201、螺旋式涡轮流量计的数学模型和结构参数影响机械摩擦阻力矩理论计算结果机械阻力矩启动排量 方/天5.00E-061.341.00E-060.645.00E-070.461.00E-070.245.00E-080.18启动排量差别启动排量差别K K值差别（小于值差别（小于5%5%）阻力矩/J相对差别小于5%流量5.00E-067.38方/天1.00E-063.16方/天5.00E-072.11方/天1.00E-070.75方/天机械摩擦阻力矩对k值影响较小，对启动排量影响较大。USTC2024/8/11 周日211、螺旋式涡轮流量计的数学模型和结构参数影响数值模拟结果数值模拟结果转速流速实验结果实验结果 在在层流条件下流条件下涡轮流量流量计具有具有较好的好的线性度且不受摩擦力矩的性度且不受摩擦力矩的影响，影响，轴承摩擦承摩擦仅仅影响的是启影响的是启动排量。排量。只要摩擦阻力矩相差不超只要摩擦阻力矩相差不超过一个数量一个数量级，对于于涡轮线性段的性段的K值响响应就不会就不会产生影响。生影响。USTC2024/8/11 周日221、螺旋式涡轮流量计的数学模型和结构参数影响叶片个数影响理论计算不同叶片数涡轮流量计响应结果重叠度、叶片攻角保持不变重叠度、叶片攻角保持不变数值模拟不同叶片数涡轮流量计启动排量叶片长度、叶片攻角保持不变叶片长度、叶片攻角保持不变在不改在不改变叶片重叠度和螺旋角的条件下，叶叶片重叠度和螺旋角的条件下，叶片数目片数目对涡轮响响应情况并情况并无明无明显影响影响，属，属次次要因素要因素，叶片个数，叶片个数4-6个个为宜。宜。USTC2024/8/11 周日231、螺旋式涡轮流量计的数学模型和结构参数影响叶片顶端间隙影响理论计算结果叶片顶端阻力矩叶片驱动力矩如果用于如果用于测量低流量，量低流量，则需将需将间隙做小一点，使隙做小一点，使涡轮容易启容易启动；如果需要如果需要测量高流量，量高流量，则可将可将间隙隙调大但此大但此间隙也不宜超隙也不宜超过2mm。USTC2024/8/11 周日241、螺旋式涡轮流量计的数学模型和结构参数影响数值模拟结果数值模拟结果不同间隙下单个叶片力矩流速图间隙与启动流速的关系对于19mm涡轮，叶片顶端间隙0.4mm适宜启动最佳叶片顶端间隙与动量边界层厚度一致USTC2024/8/11 周日251、螺旋式涡轮流量计的数学模型和结构参数影响实验结果实验结果不同叶片顶端间隙响应图u叶片叶片顶端端间隙越大的隙越大的涡轮流量流量计，启，启动排量越大排量越大u叶片叶片顶端端间隙大小隙大小对线性段性段k值影响影响较小小u叶片叶片顶端端间隙隙对启启动排量是主要因素，排量是主要因素，对涡轮K值来来说是次要因素是次要因素USTC2024/8/11 周日261、螺旋式涡轮流量计的数学模型和结构参数影响轮毂半径影响涡轮转动惯量涡轮转动惯量叶片驱动力矩叶片驱动力矩轮毂表面摩擦阻力矩轮毂表面摩擦阻力矩轮毂轮毂半径半径USTC2024/8/11 周日271、螺旋式涡轮流量计的数学模型和结构参数影响数值模拟结果数值模拟结果综合理论和数值模拟分析结果，可知，随着轮毂半径综合理论和数值模拟分析结果，可知，随着轮毂半径的增大，涡轮流量计的的增大，涡轮流量计的K值会增大，启动排量会减小，但值会增大，启动排量会减小，但由于转动惯量增大和偏心的影响，涡轮流量计的轮毂半径由于转动惯量增大和偏心的影响，涡轮流量计的轮毂半径不易过大，对于目前采用的不易过大，对于目前采用的20mm口径的涡轮流量计，轮口径的涡轮流量计，轮毂半径选取毂半径选取4-5.5mm为宜。为宜。属主要因素USTC2024/8/11 周日281、螺旋式涡轮流量计的数学模型和结构参数影响重叠度影响数值模拟结果数值模拟结果理论计算结果理论计算结果实验结果实验结果涡轮流量流量计的重叠度是的重叠度是次要因素次要因素，最佳的重叠度，最佳的重叠度为0.9。在重叠度在重叠度0.8-1.2的范的范围内，重叠度的内，重叠度的变化化对涡轮流量流量计的启的启动和响和响应影响不大影响不大USTC2024/8/11 周日291、螺旋式涡轮流量计的数学模型和结构参数影响叶片攻角影响加工螺旋角叶片攻角均方根半径攻角USTC2024/8/11 周日301、螺旋式涡轮流量计的数学模型和结构参数影响数值模拟结果数值模拟结果涡轮流量计的螺旋角（实质上表现为叶栅的攻角）是影响涡轮流量计的启动和响应的重要因素重要因素。叶叶栅攻角攻角45度最佳，度最佳，均方根叶栅攻角越接近45度，涡轮流量计的K值越高，启动排量相应也会降低；较高的叶栅攻角也不利于涡轮的响应，所以涡轮流量计外缘半径处叶叶栅攻角不攻角不宜超宜超过60度度。USTC2024/8/11 周日311、螺旋式涡轮流量计的数学模型和结构参数影响涡轮直径影响理论计算结果理论计算结果涡轮口径（mm）K值（(r/s)/(方/天)）109.2445125.4042143.4315162.3195181.6431201.2081直径与直径与k k值关系值关系几何相似的涡轮流量计几何相似的涡轮流量计K值与其几何尺度的立方呈反比。值与其几何尺度的立方呈反比。USTC2024/8/11 周日321、螺旋式涡轮流量计的数学模型和结构参数影响实验结果实验结果涡轮半径影响u涡轮口径是影响涡轮流量计启动和响应K值的主要因素。u随着涡轮流量计半径的增加，启动排量升高，K值降低。u几何相似的涡轮流量计K值与其几何尺度的立方呈反比。USTC2024/8/11 周日332、螺旋式涡轮流量计的设计指导原则设计参数参数对启启动排量影响排量影响对涡轮K值影响影响 备注注涡轮质量次要因素次要因素影响响应敏感度轴承阻力主要因素次要因素低转速时不稳定叶片个数次要因素次要因素重叠度和攻角不变时叶片顶端间隙主要因素次要因素最小涡轮动量边界层相仿轮毂半径主要因素主要因素会影响涡轮转动惯量叶片重叠度次要因素次要因素在0.8-1.2范围内叶片攻角主要因素主要因素45度左右最佳涡轮口径主要因素主要因素K值与其几何尺度的立方呈反比各参数综合分析各参数综合分析USTC2024/8/11 周日342、螺旋式涡轮流量计的设计指导原则单相低速单相低速单相高速单相高速多相低速多相低速多相高速多相高速l低密度材料低密度材料l叶片顶端间隙小叶片顶端间隙小l重叠度重叠度0.9l轮毂半径稍大轮毂半径稍大l机械摩擦阻力小机械摩擦阻力小l攻角攻角40度左右度左右l小口径小口径l大密度材料大密度材料l叶片顶端间隙大叶片顶端间隙大l重叠度重叠度0.8-1.2l按需求按需求K值设计值设计攻角攻角l大口径大口径l小密度材料小密度材料l叶片顶端间隙需叶片顶端间隙需考虑流动杂质考虑流动杂质l重叠度重叠度0.9l轮毂半径稍大轮毂半径稍大l攻角攻角40度左右度左右l机械摩擦阻力小机械摩擦阻力小l小口径小口径l大密度材料大密度材料l叶片顶端间隙需叶片顶端间隙需考虑流动杂质考虑流动杂质l重叠度重叠度0.8-1.2l按需求按需求K值设计值设计攻角攻角l大口径大口径设计参数选取设计参数选取涡轮流量计设计参数的选取需综合考虑使用环境和需求。USTC2024/8/11 周日353、流体物理性质对涡轮流量计的响应规律影响非线性转动表现不完全未启动非线性线性单相流响应单相流响应USTC2024/8/11 周日363、流体物理性质对涡轮流量计的响应规律影响流体粘性影响流体粘性影响粘性（cst）启动排量(m3/day)拟合直线斜率1（水）0.71.60250.61.543150.61.199290.21.092470.20.999随着粘性的升高，K值降低，启动排量降低，最小转速降低USTC2024/8/11 周日373、流体物理性质对涡轮流量计的响应规律影响K K值与雷诺数关系值与雷诺数关系在低流量条件下，涡轮流量计K值与入口雷诺数近似呈指数关系。USTC2024/8/11 周日383、流体物理性质对涡轮流量计的响应规律影响总结总结建议建议（1）随着粘性的增大，涡轮流量计的启动排量会降低，同时响应的最低转速也会下降；（2）随着粘性的提升，涡轮流量计的K值会下降，同时线性度也会变差；（3）在进入涡轮响应的线性段前，K值始终在升高，且与流量计入口雷诺数相关，呈指数增长关系。（1）对于产出液粘度较高的低产井，宜采用采集系统更敏感的涡轮使其能精确的采出低转速（小于0.01r/s）的信号；（2）用于测量不同粘性流体的涡轮流量计，只需要进行一次在高粘度条件下，来流雷诺数不同的标定，即可近似的得到该涡轮流量计K值与雷诺数的关系，并反推出该涡轮对不同粘性流体的响应曲线。USTC2024/8/11 周日393、流体物理性质对涡轮流量计的响应规律影响v水v油油水两相流响应油水两相流响应USTC特殊点3、流体物理性质对涡轮流量计的响应规律影响USTC2024/8/11 周日413、流体物理性质对涡轮流量计的响应规律影响水包油分散流块状波旋流水包油分散流流型分散油滴滑移冲击驱动力矩启动排量影响启动排量影响USTC2024/8/11 周日423、流体物理性质对涡轮流量计的响应规律影响水包油分散流水包油块状波旋流油包水块状波旋流/油包水分散流较易进入线性进入线性流量偏高线性段下限影响线性段下限影响USTC2024/8/11 周日433、流体物理性质对涡轮流量计的响应规律影响结论涡轮在油水两相低速流下的响应受流型影响显著.线性段，K值分布平滑，含油率对其影响不大。涡轮在油水混合低速流下的非线性转动，K值波动明显，存在明显的峰，并且非线性段K值比线性段K值高。USTC2024/8/11 周日443、流体物理性质对涡轮流量计的响应规律影响油气水三相流响应油气水三相流响应水速0.10.9m/s时采集信号气水两相情况气水两相情况气流量气流量100L/hour100L/hour气流量气流量330L/hour330L/hour气流量气流量200L/hour200L/hourUSTC2024/8/11 周日453、流体物理性质对涡轮流量计的响应规律影响在同一气体流量下在同一气体流量下涡轮流量流量计的响的响应与水相的流速与水相的流速呈呈线性关系，而且随着气量的增加，性关系，而且随着气量的增加，涡轮流量流量计响响应与水流速关系直与水流速关系直线的截距增加。的截距增加。USTC2024/8/11 周日463、流体物理性质对涡轮流量计的响应规律影响油气水三相情况油气水三相情况气流量100L/h（上），200L/h（下）涡轮流量计响应频率与液相流速的关系曲线USTC2024/8/11 周日473、流体物理性质对涡轮流量计的响应规律影响三相流结果小结三相流结果小结1 1、涡轮流量计在固定气体流量时的响应频、涡轮流量计在固定气体流量时的响应频率与油水总流速有很好的线性关系，随着率与油水总流速有很好的线性关系，随着气体流量增加拟合直线截距变大。气体流量增加拟合直线截距变大。2 2、气体（弹状气泡）使得涡轮流量计的响、气体（弹状气泡）使得涡轮流量计的响应频率出现较大起伏的波动。气泡经过时，应频率出现较大起伏的波动。气泡经过时，涡轮流量计响应频率减小。涡轮流量计响应频率减小。3 3、含油率影响涡轮流量计的仪表系数，含、含油率影响涡轮流量计的仪表系数，含油率增加时涡轮流量计仪表系数有变大的油率增加时涡轮流量计仪表系数有变大的趋势。趋势。USTC第二部分第二部分 单叶轮容积式流量计的机理研究及优化单叶轮容积式流量计的机理研究及优化2024/8/11 周日48单叶轮容积式流量计的驱动机理及响应规律研究4单叶轮容积式流量计的参数影响研究5单叶轮容积式流量计的设计优化方案6USTC2024/8/11 周日494、单叶轮容积式流量计驱动机理及响应规律研究理论模型理论模型力矩平衡方程：流体对涡轮的推动力矩机械摩擦力矩流体对涡轮产生的流动阻力力矩电磁阻力矩，较小，可忽略 流量计启动时，力矩平衡方程可简化为：USTC2024/8/11 周日504、单叶轮容积式流量计驱动机理及响应规律研究 驱动力矩：流体阻力矩：当=0时，USTC2024/8/11 周日514、单叶轮容积式流量计驱动机理及响应规律研究 实验与数值模拟对比实验与数值模拟对比数值模拟结果USTC2024/8/11 周日524、单叶轮容积式流量计驱动机理及响应规律研究 单相流响应情况单相流响应情况纯水纯油启动排量约为启动排量约为0.080.08方方/天天流量计流量计K K值约为值约为6.56.5USTC2024/8/11 周日534、单叶轮容积式流量计驱动机理及响应规律研究 流量与K值关系：0.5方/天1方/天 进入线性段后，K值达到峰值，有相对较小的波动。切向涡轮流量计的K值较高，约为同等尺度的螺旋式涡轮流量计的K值的4.5倍。单相水单相油 进入线性区USTC2024/8/11 周日544、单叶轮容积式流量计驱动机理及响应规律研究 流量与线性度误差关系：单相水单相油切向涡轮流量计可保持良好线性度直至10方/天（受实验条件限制）2%误差以内0.5方/天2方/天切向涡轮流量计切向涡轮流量计螺旋式涡轮流量计螺旋式涡轮流量计线性段量程比1：20以上1：10USTC2024/8/11 周日554、单叶轮容积式流量计驱动机理及响应规律研究 纯油相点混合开始点平台油泵5Hz=5.63*Q-1.48相关系数为0.9984油泵30Hz=5.39*Q-0.46相关系数为0.9955两相流涡轮响应流量与转速关系:USTC2024/8/11 周日564、单叶轮容积式流量计驱动机理及响应规律研究 工况工况拟合拟合K K值值拟合曲线启动排量（方拟合曲线启动排量（方/天）天）单相水单相水6.492880.0354单相油单相油6.741310.1589两相油泵两相油泵5Hz5Hz5.633470.2636两相油泵两相油泵11Hz11Hz5.694060.3437两相油泵两相油泵17Hz17Hz5.559720.2402两相油泵两相油泵25Hz25Hz5.510890.1751两相油泵两相油泵30Hz30Hz5.377960.0847不同工况下线性拟合后的仪表K值如下表：切向涡轮流量计在单向流动情况下的K值明显高于两相流USTC2024/8/11 周日574、单叶轮容积式流量计驱动机理及响应规律研究 从拍摄视频观察流动情况初步分析K值减小机理：流速较低时，部分油附着在涡轮的轮毂表面，造成了涡轮转速的降低 流速较高时，油水界面被打破，阻滞了涡轮的转动USTC2024/8/11 周日584、单叶轮容积式流量计驱动机理及响应规律研究 实验K值汇总三维图：含油率与K值图：K值不受含油率的影响拟合曲面边缘高，中心凹陷在5.25上下波动5.25USTC2024/8/11 周日595、单叶轮容积式流量计的参数影响研究 组装模块结构设计参数研究结构设计参数研究USTC2024/8/11 周日60 5、单叶轮容积式流量计的参数影响研究涡轮基本基本结构构起起导流作用流作用，但对启动排量没有明显的改善，给涡轮的加工和生产都会带来诸多不便，考考虑去除去除前导流装置可改变集流集流入口流道的入口流道的宽度度，主要对射流射流产生生影响影响。从理论上来说，集流入口流道的宽度越小，射流的效应也就越明显主要作用是在流流质流流过叶叶轮后后对其其进行引行引导，在一定程度上保证腔内叶轮受力的叶片尽可能的多叶轮初始位置初始位置影响较大，可改变的因素包括叶型叶型和叶片个数叶片个数USTC2024/8/11 周日61 5、单叶轮容积式流量计的参数影响研究流道的改造流道的改造启动排量影响较小的情况下，尽量保持集流入口流道宽度足够大启启启启动动性性性性能能能能提提提提高高高高前集流装置改进后导流装置改进启动性能最优USTC2024/8/11 周日62 5、单叶轮容积式流量计的参数影响研究叶叶轮初始位置的影响及启初始位置的影响及启动势概念概念启动势较大的叶轮位置较易启动的叶轮位置叶轮在启动势较大位置较难启动，启动规律呈现三个特点：1）以此位置为平衡位置，作往复摆动2）随着流速的不断增加，摆动越发不稳定，振幅不断增加3）当叶轮临近启动时，往复摆动的振幅陡然减小，随后开始高速转动切向切向涡轮的响的响应存在启存在启动壁壁垒，即启，即启动势。在几何构型一定的情况。在几何构型一定的情况下，叶下，叶轮的初始位置决定相的初始位置决定相对启启动势的大小，启的大小，启动势可以被削弱，可以被削弱，但但难以消除以消除USTC2024/8/11 周日63 5、单叶轮容积式流量计的参数影响研究叶叶轮的叶型和叶片个数的叶型和叶片个数叶片的个数影响叶腔的个数，而叶轮的转动基本是靠叶腔内的压强驱动的，从图中看出：6叶片下叶片下涡轮的启的启动性能性能优于其他于其他叶片个数叶片个数。启启动性能性能优异异USTC2024/8/11 周日64 5、单叶轮容积式流量计的参数影响研究0.233方/天0.376方/天不同粘度涡轮响应的流量与转速关系图:粘度6mPa*s=31.045*Q+0.108相关系数为0.99927粘度60mPa*s=11.699*Q-7.17相关系数为0.9852流体粘性影响研究流体粘性影响研究USTC2024/8/11 周日65 5、单叶轮容积式流量计的参数影响研究粘度与K值图：不同粘度下流量与K值关系图：呈指数衰减伴随粘度变化，K值波动较大USTC2024/8/11 周日66 5、单叶轮容积式流量计的参数影响研究不同粘度的流量与线性度误差关系图：粘度越大，线性度越差雷诺数对K值影响较弱USTC2024/8/11 周日67 6、单叶轮容积式流量计优化设计方案设计方案设计方案靠近入口处靠近入口处靠近入口处靠近入口处空隙较大空隙较大空隙较大空隙较大入口小，入口小，入口小，入口小，出口大出口大出口大出口大弯叶片弯叶片5 5叶片叶片叶片叶片USTC2024/8/11 周日68 6、单叶轮容积式流量计优化设计方案响应特点响应特点单相单相油油-水水两相流两相流高粘度高粘度启动排量低线性度好K值高量程比较大比单相K值低受含水率影响小对流型影响大启动排量高K值降低K值呈指数分布线性度变差USTC2024/8/11 周日69 6、单叶轮容积式流量计优化设计方案单叶轮容积式流量计优缺点单叶轮容积式流量计优缺点优点优点缺点缺点单相测量启动排量低K值大压力损失大易堵塞多相测量K值不受含水率影响受流型影响小对流型影响大两相与单相差别大高粘度流体测量K值只受粘性影响线性度差与螺旋式涡轮流量计对比：2024/8/11 周日70