壓損是衡量氣體羅茨流量計(jì)性能指標(biāo)的一個(gè)重要的參數(shù)．首先介紹氣體羅茨流量計(jì)這一種新型的轉(zhuǎn)子型線的設(shè)計(jì)方法，然后利用多種測(cè)量壓損實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)這種新型氣體羅茨流量計(jì)的壓力損失進(jìn)行測(cè)量，得

到了一系列的數(shù)據(jù)．通過(guò)比較，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論值在允許誤差范圍，符合預(yù)期設(shè)想，從而驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方法的合理性與優(yōu)越性．

氣體羅茨流量計(jì)又稱氣體腰輪流量計(jì)，從開(kāi)始使用到現(xiàn)在已經(jīng)有相當(dāng)長(zhǎng)的歷史，其因精度高、量程范圍寬、體積小、重量輕、安裝方便、使用可靠和壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，被廣泛用在氣體流量測(cè)量中．

而在氣體羅茨流量計(jì)中，腰輪轉(zhuǎn)子是羅茨流量計(jì)的核心部件，國(guó)內(nèi)外對(duì)其開(kāi)展了大量研究．劉坤等使用計(jì)算機(jī)編程的方法，對(duì)圓弧包絡(luò)線的生成和性質(zhì)進(jìn)行了研究，并將其應(yīng)用的原理進(jìn)行分析，使用 ＣＡＤ 技術(shù)通過(guò)作圖法對(duì)轉(zhuǎn)子型線進(jìn)行了優(yōu)化．龔中偉介紹了腰輪流量計(jì)的結(jié)構(gòu)、工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)，分析了原油外輸過(guò)程中易出現(xiàn)的問(wèn)題，并給出了相應(yīng)的建議．通過(guò)對(duì)腰輪流量計(jì)在制造過(guò)程中的誤差以及在使用過(guò)程中泄漏量、油品粘度和溫度以及油質(zhì)等因素對(duì)測(cè)量精確度的影響分析，提出了消除和減少計(jì)量誤差的辦法．分析指出粘度、溫度、壓力和流量等因素會(huì)影響腰輪流量計(jì)的準(zhǔn)確度，并依據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況提出具體做法．通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和歐洲標(biāo)準(zhǔn)以及美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的比對(duì)，為國(guó)內(nèi)氣體腰輪流量計(jì)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)參數(shù)設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)．林克努在研究壓力損失與儀表誤差之間關(guān)系和預(yù)測(cè)壓力損失過(guò)程中，使用不同容量的羅茨流量計(jì)進(jìn)行各種流體的壓力損失實(shí)驗(yàn)，推導(dǎo)得出了壓力損失與運(yùn)動(dòng)粘度關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式．ＳＴＥＰＨＥＮ研究了不同流量計(jì)的壓力損失情況，提出比壓來(lái)對(duì)不同的流量計(jì)進(jìn)行比較．

腰輪轉(zhuǎn)子的類型中有三葉型、兩葉型，但是其主要類型是兩葉型．兩葉型中又主要有圓弧型、漸開(kāi)線型、擺線型．現(xiàn)有的主要葉型是圓弧型，有部分專家對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，在圓弧型的基礎(chǔ)上添加了漸開(kāi)線和擺線以及包絡(luò)線，使得結(jié)構(gòu)更加合理，性能更加成熟．

本文主要采用的是圓弧與漸開(kāi)線的配合，但采用的是多段圓弧以及包絡(luò)線配合，通過(guò)對(duì)新型的氣體羅茨流量計(jì)進(jìn)行壓損測(cè)量，得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可知，對(duì)于口徑為５０ｍｍ 的傳統(tǒng)的羅茨流量計(jì)的壓損值不能超過(guò)８００Ｐａ，本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得此新型羅茨流量計(jì)的壓損值，與一般的羅茨流量計(jì)的壓損值進(jìn)行比較，論證新型羅茨流量計(jì)的優(yōu)越性．

１.轉(zhuǎn)子型線的分析

圖１是新型型線的１／４曲線，這種型線的的結(jié)構(gòu)由４段圓?。粒?、ＢＣ、ＣＤ、ＤＥ，包絡(luò)線ＥＦ，和圓?。疲?/span> 組成．朱超穎等使用Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ得到了此結(jié)構(gòu)的完整型線，并對(duì)此結(jié)構(gòu)做了詳細(xì)的說(shuō)明，在面積系數(shù)上，與傳統(tǒng)的羅茨型線進(jìn)行了對(duì)比，驗(yàn)證了新型羅茨型線的優(yōu)越性．

圖２是利用上述１／４轉(zhuǎn)子型線通過(guò)左右、上下對(duì)稱得到的完整的轉(zhuǎn)子型線．

2.實(shí)驗(yàn)器材與裝置

為了檢測(cè)新型氣體羅茨流量計(jì)的性能，通過(guò)不同的流量測(cè)量裝置對(duì)氣體羅茨流量計(jì)進(jìn)行壓損測(cè)量實(shí) 驗(yàn)．此次實(shí)驗(yàn)分別 使 用 了 量 程 為 ０～１０ｋＰａ、采樣率為１次／ｈ至１０００次／ｓ可調(diào)、綜合精度為０．１％的高精度的 ＣＹ２００數(shù)字壓力傳感器，０．２５級(jí) ＬＪＱ－２０００鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，綜合不確定度優(yōu)于０．５％、可測(cè)量范圍為５～４０００ｍ３／ｈ．裝置準(zhǔn)確度等級(jí)為０．２５級(jí)、可測(cè)流量計(jì)通徑ＤＮ２５～２００的ＬＸＨ－７０００臨界流文丘里噴嘴氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，精度等級(jí)為０．２５ 級(jí)ＩＭＣＣ２０００標(biāo)準(zhǔn)表檢測(cè)裝置等裝置．

本次實(shí)驗(yàn)被檢測(cè)羅茨流量計(jì)是浙江蒼南儀表集團(tuán)有限公司此型線設(shè)計(jì)的口徑為５０ｍｍ 的氣體羅茨流量計(jì)．

為了確保本次實(shí)驗(yàn)器材的可靠性，我們?cè)陲L(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室中利用差壓計(jì)對(duì)數(shù)字壓力傳感器進(jìn)行了校正．通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的頻率，送入不同的速度的風(fēng)，在實(shí)驗(yàn)區(qū)同時(shí)用微差壓器和數(shù)字壓力傳感器測(cè)量同一點(diǎn)的壓力，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表１．被測(cè)試的數(shù)字壓力傳感器型號(hào)是ＳｗｅｍａＭａｎ６０Ｍｉｃｒｏｍａｎｏｍｅｔｅｒ，量程是３００～５０００Ｐａ，精確度為０．１Ｐａ．

通過(guò)表１的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)我們可以看到，微差壓計(jì)與傳感器通道２壓力值是很接近的，而傳感器通道１與傳感器通道２相差的壓力基本在平均值２８．８Ｐａ的上下變化，正負(fù)范圍約２Ｐａ．

３.實(shí)驗(yàn)方法與步驟

本次實(shí)驗(yàn)采用的是鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置、臨界流文丘里噴嘴氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置、標(biāo)準(zhǔn)表法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置對(duì)氣體腰輪流量計(jì)進(jìn)行前后壓力測(cè)量．在腰輪流量計(jì)的進(jìn)出口位置裝有數(shù)字傳感器，測(cè)出進(jìn)出口壓力，求得數(shù)字傳感器測(cè)出的壓損值．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中在氣體羅茨流量計(jì)的進(jìn)出口的位置連接三通管，一端連接數(shù)字傳感器的測(cè)壓線路，一端連接原始流量檢測(cè)裝置的測(cè)壓管路．啟動(dòng)鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，調(diào)節(jié)流量值，使其通過(guò)氣體羅茨流量計(jì)的流量值分別接近１００、９０、８０、７０、６０、５０、４０、３０、２０、１５、１０、８、５、３、２、１．５、１、０．６５ｍ３／ｈ，記錄下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．然后分別啟動(dòng)臨界流文丘里噴嘴氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置和標(biāo)準(zhǔn)表法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，設(shè)定流量值，使其通過(guò)腰輪流量計(jì)流量值接近１００、７０ｍ３／ｈ，記錄下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．

４.實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證

氣體羅茨流量計(jì)單只腰輪轉(zhuǎn)子損失特點(diǎn)符合管道損失特點(diǎn)，因此可以借鑒管道損失作為氣體羅茨流量計(jì)單只腰輪損失理論值，而管道損失公式為

的壓損值不盡相同，同一裝置在不同環(huán)境下測(cè)量出來(lái)的壓損值也不完全相同．鐘罩相對(duì)于傳感器的測(cè)量值與噴嘴和標(biāo)準(zhǔn)表相比，明顯偏小．造成這種結(jié)果的原因可能有：１）在大流量時(shí)，噴嘴氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置和標(biāo)準(zhǔn)表法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生的巨大波動(dòng)對(duì)實(shí)驗(yàn)影響較大，產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)誤差較大．２）儀器結(jié)構(gòu)上不夠完善或儀器未經(jīng)很好校準(zhǔn)等原因而產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差．３）實(shí)驗(yàn)儀器由于環(huán)境溫度、濕度、電源電壓不穩(wěn)定、振動(dòng)等因素也會(huì)產(chǎn)生微小變化而造成偶然誤差，這些因素的影響一般是微小的，而且難以確定某個(gè)因素產(chǎn)生的具體影響的大小，一般情況下難以排除．

５.結(jié) 語(yǔ)

本文介紹了一種新型的氣體羅茨流量計(jì)，其轉(zhuǎn)子型線是由多段圓弧與漸開(kāi)線構(gòu)成．使用了三種氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置對(duì)氣體羅茨流量計(jì)的壓損進(jìn)行了測(cè)量，在大流量時(shí)鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置相對(duì)誤差較?。畬?shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)流量較小時(shí)，壓力損失實(shí)驗(yàn)值與理論值偏差較大，這是由于在流量較小時(shí)，壓力損失不僅包含管道損失，還存在機(jī)械損失．新型的氣體羅茨流量計(jì)最大壓力損失值不超過(guò)４００Ｐａ，與傳統(tǒng)的氣體羅茨流量計(jì)壓力損失值８００Ｐａ相比有明顯的優(yōu)勢(shì)；同時(shí)在大流量時(shí)，壓力損失的實(shí)驗(yàn)值與管道損失理論值基本能重合，這驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)的可靠性．