高聚物黏性溶液对浮子流量计测量影响的实验研究

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1、第28卷第2期仪器仪表学报Vol128No122007年2月ChineseJournalofScientificInstrumentFeb12007*高聚物黏性溶液对浮子流量计测量影响的实验研究1123刘欣,姜楠,张涛,苏锋(1天津大学机械工程学院天津300072;2天津大学电气与自动化工程学院天津300072;3海洋石油工程股份有限公司天津300452)摘要:为了了解高分子聚合物黏性溶液对浮子流量计流量测量的影响,采用由不同材料与不同形状浮子构成的浮子流量计分别对动力黏度从1MPa#s到2692MPa#s范围的高分子聚合物溶液进行流量测量,根据对不同浮子流量计受黏性影响实验的分析,获得

2、了高分子聚合物黏性溶液对浮子流量计测量影响的规律。在此基础上,讨论和总结了通过优化浮子流量计结构以减小高分子聚合物黏性溶液影响的机理。关键词:浮子流量计;高分子聚合物;非牛顿流体;黏性;浮子中图分类号:TH814文献标识码:A国家标准学科分类代码:470.2010Experimentalinvestigationonrotameterformeasuringviscousfluidofhighmolecularpolymer1123LiuXin,JiangNan,ZhangTao,SuFeng(1SchoolofMechanicalEngineering,TianjinUniversit

3、y,Tianjin300072,China;2SchoolofElectricalEngineeringandAutomation,TianjinUniversity,Tianjin300072,China;3Offshoreoilengineeringco.Ltd,Tianjin300452,China)Abstract:Anexperimentisconductedtounderstandtheeffectofhighmolecularpolymerfluidontheflowmeasure-mentusingrotameter.Intheexperimen,ttherotamete

4、rs,whicharecomposedofdifferentfloatingelementswithdi-fferentshapesandmaterialsinmeasuringtubes,areemployedtomeasurethehighmolecularpolymerfluidwithvis-cosityfrom1MPa#sto2692MPa#s.Throughanalyzingtheimpactofhighmolecularpolymerfluidonthediffer-entrotameters,ageneralruleisobtainedformeasuringhighpo

5、lymerfluidusingrotameter.Themethodofoptimizingthefloaterstructurefordecreasingtheimpactofsuperpolymerfluidisdiscussedaccordingtotheexperimentresults.Keywords:rotameter;highmolecularpolymer;non-newtonianfluid;viscosity;floater中;同时在实际工程中所测量的高黏滞性流体多是高分1引言子聚合物黏性溶液。鉴于上述原因,本文研究了宽黏度范围高分子聚合物黏性溶液对于浮子流量计测量

6、的在石油的开发和加工过程中,经常会用浮子流量计影响。来测量黏性流体的流量。由于黏性流体产生的黏性摩擦力会改变浮子流量计内部浮子所受合力的大小,从而影2研究背景响测量的准确性。为了解决这个问题,许多专家做了大量的研究,但研究的黏性介质通常是低黏流体,而针对高2.1浮子流量计的工作原理黏性溶液对浮子流量计流量影响的实验研究却鲜见于文献浮子流量计基本工作原理如图1所示,在垂直的锥收稿日期:2006-01ReceivedDate:2006-01*基金项目:国家自然科学基金(10232020)资助项目第2期刘欣等:高聚物黏性溶液对浮子流量计测量影响的实验研究273形管中放置一阻力件,也就是浮子。当

7、流体自下而上流切应力S与C之间的关系式:过锥管时,由于浮子的阻塞作用使其上下表面产生了压S=GC(2)差,从而对浮子形成一个向上的作用力,如果所测流体是当式(2)中的G为常数时,符合这一规律的流体即黏性流体,还应该考虑浮子表面的黏性摩擦力。当升力被称为牛顿流体;如果G不是常数,称该流体为非牛顿流大于浮子本身的重力时,浮子向上运动,浮子与锥形管之体。高分子聚合物溶液就是典型的非牛顿流体。非牛顿间的环通面积增大,流速减低,此时浮子对