通常兩相介質是很難用流量計來測量的，由于它的物理特性和雷爾數(shù)會隨著兩種介質的比例變化而變化。那么石油工業(yè)中的油水用渦街流量計是否可行。
了考察渦街流量計在油水兩相流中的測量特性，在內徑為50 mm的垂直上升管道內，對不同混合流量、含油率下的渦街信號進行了實驗測量，并對油水兩相儀表系數(shù)和斯特勞哈爾數(shù)予以分析。結果表明，在含油率5％～40％內，儀表系數(shù)相對誤差小于4％，斯特勞哈爾數(shù)相對誤差隨含油率增加有變大趨勢、隨混合流鼉增加有減小趨勢，而且在兩相雷諾數(shù)2×104。5×104內可視為常數(shù)，并隨雷諾數(shù)降低而升，我們通過實驗來數(shù)據(jù)來說明渦街流量計測量油水兩相介質的可行性。
目前，將成熟的單相流量計應用于兩相流量測量取得了較大進展，如差壓式流量計、Coriolis流量計等。渦街流量計H1因其具有輸出與流體流量成正比的脈沖信號，對被測流體壓力、溫度、黏度和組分變化不敏感，可測
量液體、氣體和蒸汽流量等優(yōu)點，廣泛應用于石油、化工、冶金、機械等工業(yè)領域。然而渦街流量計在兩相流量測量領域的研究還處于探索階段，目前主要集中在氣液兩相流方面，包括總流量、組分、斯特勞哈爾數(shù)及穩(wěn)定性等"引。在油水兩相流方面研究甚少。
實驗是在淮安華立儀表有限公司的油氣水三相流實驗裝置上進行的，由供水和供油回路兩部分組成(氣路關閉)。流程如下：15#白油從油罐4由油泵5泵出，經油路標準表計量后，流人油水混合器14；水從水罐6由水泵7泵出，經水路標準表計量后流入油水混合器。在混合器內油水兩相混合后，流經水平、垂直下降段進入垂直上升測量段、渦街流量計15及流型觀察段16后，最后油水兩相流體經分離器1分離后，油、水分別返回油罐和水罐。其中，水路和油路標準表及其參數(shù)見表1。實驗中水路、油路流量調節(jié)由計算機自動采集控制系統(tǒng)完成。實驗用渦街流量計內徑為50 mm，經0．1％精度水流量標準裝置校驗后其精度為0．5％。采用NI6009數(shù)據(jù)采集卡對渦街信號進行采樣并輸入計算機存儲，采樣頻率為1 000 Hz，采樣時間為30 s。
實驗中油水兩相混合流量Q。=5～11 m3／h，體積含油率』B=5％～40％。實驗過程為：調節(jié)油水兩相流量使
其混合流量保持不變情況下，含油率從5％開始，以5％為步長，逐漸增大到40％；然后調節(jié)油水兩相混合流量到一個新的固定值，同樣逐步增大含油率重復進行實驗，直至混合流量從最小值增大到最大值。實驗工質：15#白油和自來水。實驗在常溫下進行，15#白油密度P。=856 ks／m3，動力黏度地=14×10’3 Pa·s；水的密度P。=998．2 ks／m’，動力黏度肛。=1．002×10。Pa·s。
經過實驗數(shù)據(jù)得出應用渦街流營計對垂直上升管內油水兩相流總體積流量進行實驗測量，流鍍范圍5—1l m3／h，含油率為5％一40％，流型為水包油，將油水兩相流視為均相流。含油率5％～40％范圍內，兩相儀表系數(shù)相對誤差小于4％，表明利用渦街流量計測量油水兩相混合流量的誤差較小，具有可行性。含油率5％～40％范圍內，油水兩相混合流動中存在穩(wěn)定的兩相渦街；兩相斯特勞哈爾數(shù)相對誤差隨含油率增加有變大趨勢，隨混合流量增大有減小趨勢。油水兩相雷諾數(shù)為2 X 104—5×104內時，兩相斯特勞哈爾數(shù)相對誤差小于1％，可視為常數(shù)；兩相雷諾數(shù)在0．5 X 104～2 X 104內時，兩相斯特勞哈爾數(shù)隨雷諾數(shù)降低而升高，呈現(xiàn)非線性。
