CN109945943B - 适用于不同流体设备的双向流阻测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种适用于不同流体设备的双向流阻测试系统及方法，包括液体源装置、调节装置、测试装置以及控制装置；液体源装置包括一液体箱；调节装置包括第一管路和第二管路，第二管路上设置有第三调节阀；测试装置包括第三管路，第四管路、第五管路、第六管路；控制装置包括数据采集装置和计算机，在相应测试管段中加装待测流体设备，使待测流体设备所在的管路与其他管路中的一条或多条管路连接形成测试循环回路，通过数据采集装置获取试样过程中的流量数据Q、压差数据H、温度数据T，并通过计算机自动得出流动阻力系数K,以及雷诺数Re，最终获得待测流体设备的流阻特性曲线。

Description

适用于不同流体设备的双向流阻测试系统及方法

技术领域

本发明涉及流阻测量技术领域，具体涉及一种适用不同流体设备的双向流阻测试系统及测试方法。

背景技术

在石油、化工、热能等领域，由于流体输运系统中的各类设备带来了较大的流动阻力，较大地影响了系统的节能降耗特性，也可能对系统的运行安全和可靠性造成威胁。尤其在核动力反应堆领域，由于在全厂断电等事故中主泵停转，泵由冷却剂输送系统的动力源变为回路的主要阻力件，对系统的自然循环能力造成较大影响，流量不足可能会导致堆芯热量无法顺利导出，严重威胁反应堆的运行安全。此外，由于在较低自然循环流量下，一回路冷却剂可能会反向流动，但是关于泵的反向流阻特性常被人忽略。因此，针对泵等设备压差阻力特性的研究成为科研攻关的重点问题。

当前，一些学者基于压差测量原理试图对特定设备的压差流阻特性进行研究，提出了一些测量装置设计方案，其中针对阀门设备的研究较多。中国国家标准化管理委员会发布的《阀门流量系数和流阻系数试验方法》(GB/T30832-2014)以国家标准的形式规定了阀门等设备的基本试验方法，但是具体实施方案需要根据实际情况进行设计。公开文献中的测量方案多以驱动泵、管道、辅助阀门等设备为主体，借助高精度的测量仪器和计算机开展试验，取得了较好的结果，可为流体设备的设计、改进提供参考。但是，多数技术方案通常针对特定设备建造，也只能用于特定设备的流阻测量，存在较大的局限性，拓展性较差；功能单一，通常只能测量设备的单向流阻特性，对于主泵等正、反双向流阻特性均非常重要的且体积非常庞大的设备无能为力；流量调节方案复杂，测量效率低下，管路及测控系统的设计理念还有较大的改进的空间。这些技术方案经济投入较多、功能性较差，导致装置利用率低，实用价值偏小。

因此，研制能够适用于多种流体设备流阻特性研究的测试装置对于本领域技术人员而言具有较大的意义。

发明内容

本发明实施例提供了一种适用不同流体设备的双向流阻测试系统及测试方法，能够为被测量的设备提供易于调节的稳定流量，测量常压下流体设备两端的压差，进而求得流阻系数等流阻特性。

鉴于上述问题，本发明提供的技术方案是：

适用于不同流体设备的双向流阻测试系统，包括液体源装置、调节装置、测试装置以及控制装置；

所述液体源装置，包括一液体箱；

所述调节装置，包括第一管路及第二管路；

所述第一管路的第一端与所述液体箱连接，所述第一管路上顺次设置有第一调节阀、辅助驱动泵、压力变送器、热电偶测量仪、电磁流量计以及第二调节阀，所述辅助驱动泵进口前和压力变送器后的管路上并联设置有第二管路，所述第二管路上设置有第三调节阀；

所述测试装置，包括第三管路，第四管路、第五管路、第六管路；

所述第三管路的第一端与所述第一管路的第二端相连接，所述第三管路的第二端与液体箱相连接，所述第三管路上依次设在有第一截止阀、第二截止阀、第一测试管段、第三截止阀，第四截止阀、第五截止阀、第四调节阀，所述第一测试管段两端的进口管路上和出口管路上分别设置有第一引压管和第二引压管，所述第一引压管和第二引压管两端连接有可拆卸的压差变送器；

所述第四管路的第一端连接所述第一截止阀和第二截止阀之间所在的管路，第二端连接所述第三截止阀与第四截止阀之间所在的管路，所述第四管路上沿第一端至第二端顺次设置有第六截止阀、第二测试管段、第七截止阀，所述第二测试管段两端的进口管路上和出口管路上分别设置有第三引压管和第四引压管；

所述第五管路的第一端连接所述第二管路的第二端，所述第五管路的第二端连接所述第三截止阀与第四截止阀之间所在的管路，所述第五管路上沿第一端至第二端顺次设置有第八截止阀、第三测试管段、第九截止阀，所述第三测试管段两端的进口管路上和出口管路上分别设置有第五引压管和第六引压管；

所述第六管路的第一端连接所述第一截止阀和第二截止阀之间所在的管路，第二端连接所述第四截止阀与第五截止阀之间所在的管路，所述第六管路上沿第一端至第二端顺次设置有第十截止阀、第十一截止阀；

所述控制装置，包括数据采集装置和计算机，所述数据采集装置输入端分别连接热电偶测量仪、电磁流量计、压差变送器、压力变送器，所述数据采集装置的输出端与计算机相连。

进一步的，所述第一测试管段、第二测试管段、第三测试管段分别设置有可拆卸的连接件。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述第一管路上设置有回路排液阀。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述第三管路上设置有第一回路排气阀和第二回路排气阀，所述第一回路排气阀设置在第三截止阀与第四截止阀之间的管道上，所述第二回路排气阀设置在第五截止阀与第四调节阀之间的管道上。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述液体箱侧壁设置有供液管，所述液体箱底部设置有排液管。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述液体箱侧壁还设置有液位计与液体箱温度计。

本发明还提供了利用该系统进行流阻测试方法，包括如下步骤：

S1、通过供液管向液体箱中注入一定容积的待试验液体；

S2、在相应测试管段中加装待测流体设备，通过调整截止阀的开闭合，使待测流体设备所在的管路与其他管路中的一条或多条闭合连接形成测试通路；

S3、通过第一回路排气阀和第二回路排气阀对测试通路进行排气；

S4、启动辅助驱动泵，通过控制第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀、第四调节阀开度，先调节试验管段流量至最大目标流量Q0，再以0.1Q0为梯度逐渐降低流量；

S5、调节至最小目标流量Q1后，再逐步提升流量直至再次达到最大目标流量Q0；

S6、通过压差变送器测出步骤S4和S5中测试管段中所对应的流体设备的压差H；

S7、通过数据采集装置获取若干测试通路内液态流体的温度数据T、流量数据Q以及压差数据H，并通过计算机自动得出流动阻力系数K,以及雷诺数Re，最终获得待测流体设备的流阻曲线。

所述流动阻力系数K值如下式：

式中，A为测试泵管道流通面积；H为压差；Q为体积流量；

所述雷诺数Re值如下式：

式中，ρ为流体密度；v为流体速度，d为管径；μ为流体粘性系数。

相对于现有技术，本发明的有益效果是：

1、在一般现有技术测量设计方案中，回路中未采取液体箱设计，由供液管路直接向试验回路进行供液，未采用液体箱设计时会造成流体流动的不稳定性，测量仪表示数大幅波动，直接影响了试验的测量精度。另外，试验中进行排气、更换截止阀等操作时会造成液体的损失，而本发明在试验回路前设置液体箱，由辅助驱动泵从液体箱中抽取液体作为符合实验条件的液态流体，液体流经测试通路，通过回路设计，液体循环流入液体箱，尽可能避免了试验中液体流体的浪费，同时循环利用，保证了液体的稳定性，可以保证试验的测量环境以及精度。

2、在流阻测试管路中，都需要驱动泵提供稳定的流量来流经待测流体设备，试验所需流量变化范围大，响应速度快，流量调节存在一定的难度。现有技术中，多采用多台驱动泵并联设计原则来进行调节，这样的设计过于复杂，且试验成本较高，本而本发明中，在第一管路中辅助驱动泵进口前和压力变送器后的管路上并联设置有第二管路，并在第二管路上设置有第三调节阀，通过调节第三调节阀的开度，在辅助驱动泵将液体流体从液体箱中往第一管路中输送时，通过第二管路的旁流原理，可以对第一管路上的液体流量进行分流，可以有效的控制测试管路中的液态流体流速。

3、在测试装置中设置四条管路，其中第三管路、第四管路、第五管路中设置有用于流体设备测量的测试管段，测试管段可以根据不同的试验工况安装不同种类的流体设备，第六管路为辅助管路，用于将其他管路与第一管路和液体箱构成连通回路，在不同管路的相应位置上设置截止阀，通过截止阀的开闭合，可以构成多条闭合的试验通路，以方便不同种类的流体设备进行流阻特性测量，该系统可以根据需要进行不同的单条循环试验通路的构建，极大的方便对不同流体设备的测量，相对于现有技术而言，一机多用，实用性强。

4、现有技术中，体积较大的流体设备的流阻测量，一般都是固定测量正向流阻，在需要进行反向测量时，往往需要将流体设备更换方向，这样以来会带来不必要的拆卸麻烦，费时费力，而本发明中通过合适的调整截止阀的开闭合，可以获得待测流体设备所在的测试通路的正向回路或反向回路，无需更换流体设备方向，则可以测量相应正向回路或反向回路时待测流体设备的流阻特性。

5、现有技术中，压差变送器通常采用刚性管道进行焊接连接，对于双向阻力测量，由于流体方向发生改变，压力损失的方向也随即发生变化，而固定安装的压差变送器只能测量单方向的压力损失；且压差变送器表出现故障时，拆卸和更换也十分困难，而本发明在待测试验管段的进口端和出口端分别设置引压管，通过两端的引压管可以方便拆卸安装合适的压差变送器，并可以调整压差变送器引压口与引压管的位置，实现双向流阻特性测量，也可以快速切换大流量或小流量使用的压差变送器。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

图1为本发明实施例中所涉及的系统立体示意图；

图2为本发明实施例中管路中连接件的示意图；

图3为本发明实施例中所涉及的系统平面示意图；

图4为本发明第一实施例中所涉及的系统平面示意图；

图5为本发明第二实施例中所涉及的系统平面示意图；

图6为本发明第三实施例中所涉及的系统平面示意图；

图7为本发明第四实施例中所涉及的系统平面示意图；

图8为本发明第五实施例中所涉及的系统平面示意图；

图9为本发明实施例中正向特性试验数据折线图；

图10为本发明实施例中反向特性试验数据折线图；

附图标记：

液体箱1、供液管2、排液管3、液位计4、液体箱温度计5、第一管路6、第一调节阀7、辅助驱动泵8、压力变送器9、热电偶测量仪10、电磁流量计11、第二调节阀12、第二管路13、第三调节阀14、三管路15，第四管路16、第五管路17、第六管路18、第一截止阀19、第二截止阀20、第一测试管段21、第三截止阀22，第四截止阀23、第五截止阀24、第四调节阀25、第一引压管26、第二引压管27、压差变送器28、第六截止阀29、第二测试管段30、第七截止阀31、第三引压管32、第四引压管33、第八截止阀34、第三测试管段35、第九截止阀36、第五引压管37、第六引压管38、第十截止阀39、第十一截止阀40、数据采集装置41、计算机42、第一回路排气阀43、第二回路排气阀44、回路排液阀45、连接件46。

具体实施例

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照附图1、3所示，本发明公开了一种适用于不同流体设备的双向流阻测试系统，包括：液体源装置、调节装置、测试装置以及控制装置；

所述液体源装置，包括一液体箱1，液体箱1用于构成试验通路的液态流体源；

作为本发明的实施例，液态箱中的液体可以是水、石油、汽油等任意一种液体形式；

在本发明实施例中，液体箱1侧壁设置有供液管2，液体箱1底部设置有排液管3，通过供液管2可以向液体箱1中注入待测液态流体，通过排液管3可以将液体箱1中的液态流体排放掉；

在本发明实施例中，液体箱1侧壁还设置有液位计4与液体箱温度计5，液位计3用于显示液体箱1中液体的容积体积，保证液体箱1中有剩余的容积空间供试验通路中的液体进行循环流通，液体箱温度计5用于测试初始注入液体箱1中的液体稳定，用于后续试验回路中液体流通过程中温度变化做对比；

所述调节装置，包括第一管路6，所述第一管路6的第一端与所述液体箱1连接，所述第一管路6上顺次设置有第一调节阀7、辅助驱动泵8、压力变送器9、热电偶测量仪10、电磁流量计11以及第二调节阀12，所述辅助驱动泵8进口前和压力变送器9后的管路上并联设置有第二管路13，所述第二管路13上设置有第三调节阀14；

在本发明实施例中，所述辅助驱动泵8用于从液体箱1中抽取待测液态流体，并输送至第一管路6；

在本发明实施例中，通过在第一管路6上焊接一引压管，再将压力变送器9可拆卸的连接在引压管上；

在本发明实施例中，所述热电偶测量仪10用于测试第一管路6中液体流体在流动时的温度；

在本发明实施例中，所述电磁流量计11用于测量第一管路6中液体的流量；

在本发明实施例中，所述第一调节阀7用于开启第一管路6，同时也可以调节进入第一管路6的液体流量大小；

在本发明实施例中，所述第二调节阀12用于调节第一管路6中的液体流入测试装置中的流量大小；

在本发明实施例中，通过第二管路13上设置第三调节阀14，通过调节第三调节阀14的开度，在辅助驱动泵8将液体流体从液体箱1中往第一管路6中输送时，通过第二管路13的旁流原理，可以对第一管路6上的液体流量进行分流，可以有效的控制测试管路中的液态流体流量大小；

所述测试装置，包括第三管路15，第四管路16、第五管路17、第六管路18；

所述第三管路15的第一端与所述第一管路6的第二端相连接，所述第三管路15的第二端与液体箱1相连接，所述第三管路15上依次设在有第一截止阀19、第二截止阀20、第一测试管段21、第三截止阀22，第四截止阀23、第五截止阀24、第四调节阀25，所述第一测试管段21两端的进口管路上和出口管路上分别设置有第一引压管26和第二引压管27，所述第一引压管26和第二引压管27两端可拆卸连接有压差变送器28；

所述第四管路16的第一端连接所述第一截止阀19和第二截止阀20之间所在的管路，第二端连接所述第三截止阀22与第四截止阀23之间所在的管路，所述第四管路16上沿第一端至第二端顺次设置有第六截止阀29、第二测试管段30、第七截止阀31，所述第二测试管段30两端的的进口管路上和出口管路上分别设置有第三引压管32和第四引压管33；

所述第五管路17的第一端连接所述第一管路6的第二端，所述第五管路17的第二端连接所述第三截止阀22与第四截止阀23之间所在的管路，所述第五管路17上沿第一端至第二端顺次设置有第八截止阀34、第三测试管段35、第九截止阀36，所述第三测试管段35两端的进口管路上和出口管路上分别设置有第五引压管37和第六引压管38；

所述第六管路18的第一端连接所述第一截止阀19和第二截止阀20之间所在的管路，第二端连接所述第四截止阀23与第五截止阀24之间所在的管路，所述第六管路18上沿第一端至第二端顺次设置有第十截止阀39、第十一截止阀40；

所述控制装置，包括数据采集装置41和计算机42，所述数据采集装置42输入端分别连接热电偶测量仪10、电磁流量计11、压差变送器28、压力变送器9，所述数据采集装置41的输出端与计算机42相连。

需要说明的是，本实施例中的管道为金属管道。

参照附图2所示，进一步的，所述第一测试管段21、第二测试管段30、第三测试管段35分别设置有可拆卸的连接件46，所述连接件46可设置为导通的法兰盘，当测试管段需要加装待测流体设备时，将连接件46拆掉，并连接上待测流体设备，当不需要待测流体设备时，则通过连接件46将测试管段连接处于导通状态。

值得注意的是，压差变送器28有引压进口和引压出口，通过引压进口和引压出口来分别连接测试管段进口端和出口端的引压管。

本发明实施例中，压差变送器28不限定为特定量程的压差变送器，可根据不同测试管段安装的待测流体设备所需量程来更换相应量程的压差变送器。

值得注意的是，上述实施例中所提到的截止阀，是用来封堵或导通管道使用的，在管道上安放截止阀的位置，通过转动截止阀可以将该管道封堵或导通。

通过截止阀的开闭合，可以构成多条闭合的试验通路，以方便不同种类的流体设备进行流阻特性测量，该系统可以根据需要进行不同的单条循环试验通路的构建。

实施例一，参照附图4所示，当需要在第一测试管段21加装待测流体设备，所述流体设备为大型流体设备时，如大型泵体，且要进行设备的正向阻力特性测量时，打开第一管路6上的第一调节阀7、第二调节阀12，关闭第二管路13上的第三调节阀14，打开第三管路15上的第一截止阀19、第二截止阀20、第三截止阀22、第四截止阀23、第五截止阀24、第四调节阀25，同时关闭第四管路16上的第六截止阀29、第七截止阀31，以及关闭第五管路17上的第八截止阀34、第九截止阀36，以及关闭第六管路18上的第十截止阀39、第十一截止阀40，使第一管路6和第三管路15与液体箱1形成测试通路，调节第一调节阀7、第二调节阀12、第四调节阀25的开关大小，来控制液体流量，并通过压力变送器9、电磁流量计11、热电偶测量仪10、压差变送器28来检测试验通路上的各个参数，并通过数据采集装置41接收所测试的数据并传输至计算机42进行阻力特性试验分析。

实施例二，参照附图5所示，当需要在第一测试管段21加装待测流体设备，所述流体设备为大型流体设备时，如大型泵体，且要进行设备的反向阻力特性测量时，打开第一管路6上的第一调节阀7、第二调节阀12，关闭第二管路13上的第三调节阀14，打开第五管路17上的第八截止阀34、第九截止阀36，通过导通盲板使第三测试管段35处于导通状态，打开第三管路15上的第二截止阀20、第三截止阀22、第四调节阀25，同时关闭第一截止阀19和第四截止阀23，关闭第四管路16上的第六截止阀29、第七截止阀31，再打开第六管路18上的第十截止阀39、第十一截止阀40，使第一管路6，第五管路17、第三管路15、第六管路18与液体箱1形成测试通路，调节第一调节阀7、第二调节阀12、第四调节阀25的开关大小，来控制液体流量，并通过压力变送器9、电磁流量计11、热电偶测量仪10、压差变送器28来检测试验通路上的各个参数，并通过数据采集装置41接收所测试的数据并传输至计算机42进行阻力特性试验分析。

实施例三，参照附图6所示，当需要在第二测试管段30加装待测流体设备，所述流体设备为大型流体设备时，如大型泵体，且要进行设备的正向阻力特性测量时，打开第一管路6上的第一调节阀7、第二调节阀12，关闭第二管路13上的第三调节阀14，打开第三管路15上的第一截止阀19、第四截止阀23、第五截止阀24、第四调节阀25，同时关闭第二截止阀20、第三截止阀22，打开第四管路16上的第六截止阀29、第七截止阀31，关闭第五管路17上的第八截止阀34、第九截止阀36，以及关闭第六管路18上的第十截止阀39、第十一截止阀40，使第一管路6、第四管路16、第三管路15和液体箱1形成测试通路，调节第一调节阀7、第二调节阀12、第四调节阀25的开关大小，来控制液体流量，并通过压力变送器9、电磁流量计11、热电偶测量仪10、压差变送器28来检测试验通路上的各个参数，并通过数据采集装置41接收所测试的数据并传输至计算机42进行阻力特性试验分析。

实施例四，参照附图7所示，当需要在第二测试管段30加装待测流体设备，所述流体设备为大型流体设备时，如大型泵体，且要进行设备的反向阻力特性测量时，打开第一管路6上的第一调节阀7、第二调节阀12，关闭第二管路13上的第三调节阀14，打开第五管路17上的第八截止阀34、第九截止阀36，同时利用导通盲板使第三测试管段35形成通路，关闭第三管路15上的第一截止阀19、第二截止阀20、第三截止阀22、第四截止阀23，并打开第五截止阀24、第四调节阀25，再打开第四管路16上的第六截止阀29、第七截止阀31，以及打开第六管路18上的第十截止阀39、第十一截止阀40，使第一管路6、第五管路17、第四管路16、第六管路18、第三管路15和液体箱1形成测试通路，调节第一调节阀7、第二调节阀12、第四调节阀25的开关大小，来控制液体流量，并通过压力变送器9、电磁流量计11、热电偶测量仪10、压差变送器28来检测试验通路上的各个参数，并通过数据采集装置41接收所测试的数据并传输至计算机42进行阻力特性试验分析。

实施例五，参数附图8所示，当需要在第三测试管段35加装待测流体设备，所述流体设备为小型流体设备时，如小型阀门，且要进行设备的正、反向阻力特性测量时，打开第一管路6上的第一调节阀7、第二调节阀12，打开第二管路13上的第三调节阀14，打开第五管路17上的第八截止阀34、第九截止阀36，打开第三管路15上的第四截止阀23、第五截止阀24、第四调节阀25，关闭第一截止阀19、第二截止阀20、第三截止阀22，同时关闭第四管路16上的第六截止阀29、第七截止阀31，以及关闭第六管路18上的第十截止阀39、第十一截止阀40，使得第一管路6、第五管路17、第三管路15和液体箱1形成测试通路，并通过压力变送器9、电磁流量计11、热电偶测量仪10、压差变送器28来检测试验通路上的各个参数，并通过数据采集装置41接收所测试的数据并传输至计算机42进行阻力特性试验分析。

需要说明的是：在上述实施例一至实施例五中，因待测流体设备在测试过程中，需要不同的流量大小，当测试回路中需要流量较大时，则通过第三调节阀关闭第二管路，使测试通路有大流量流体通过，当测试回路中需要流量较小时，则通过第三调节阀打开第二管路，利用旁流原理，减少第一管路流经测试管路上的流量，以满足试验要求。

需要说明的是，在实施例五中，因待测流体设备较小，可以在完成正向阻力特性测量后，将流体设备变换方向以测试反向阻力。

对于本发明实施例五中的待测流体设备，还可以选择性的安装在第一测试管段或第二测试管段，在进行正、反流阻测试切换时，无需将流体设备进行方向调整。

参照附图1所示，在本发明公开的测量系统中，所述第三管路15上设置有第一回路排气阀43和第二回路排气阀44，所述第一回路排气阀43设置在第三截止阀22与第四截止阀23之间的管道上，所述第二回路排气阀44设置在第五截止阀24与第四调节阀25之间的管道上。

通过设置第一回路排气阀43和第二回路排气阀44，可以将上述构建的单条试验通路中的空气排出，可以利用辅助驱动泵8在进行工作时加速试验通路中的空气排出，排出空气是避免空气对流阻测试的干扰，影响测试精度。

参照附图1所示，在本发明公开的测量系统中，所述第一管路6上设置有回路排液阀45，用于当试验结束后，通过回路排液阀将试验管路中的液体排出。

本发明还提供了利用该系统进行流阻测试方法，包括如下步骤：

S1、通过供液管向液体箱1中注入一定容积的待试验液体；

S2、在相应测试管段中加装待测流体设备，通过调整截止阀的开闭合，使待测流体设备所在的管路与其他管路中的一条或多条闭合连接形成测试通路；

S3、通过第一回路排气阀43和第二回路排气阀44对测试通路进行排气；

S4、启动辅助驱动泵，通过控制第一调节阀7、第二调节阀12、第三调节阀14、第四调节阀25开度，先调节试验管段流量至最大目标流量Q0，再以一定比例为梯度逐渐降低流量；

S5、调节至最小目标流量Q1后，再逐步提升流量直至再次达到最大目标流量Q0；

S6、通过压差变送器28测出步骤S4和S5中测试管段中所对应的流体设备的压差H；

S7、通过数据采集装置获取若干测试通路内液态流体的温度数据T、流量数据Q以及压差数据H，并通过计算机自动得出流动阻力系数K,以及雷诺数Re，最终获得待测流体设备的流阻曲线。

需要说明的是，上述S4和S5的步骤操作是为了保证试验的可重复性。

在上述S4步骤中，也可以先调节试验管段流量至最小目标流量Q1，再以一定比例为梯度逐渐升高流量；

在上述S5步骤中，调节至最大目标流量Q0后，再以一定比例为梯度逐渐降低为最小流量Q1；

所述流动阻力系数K值如下式：

式中，A为测试泵管道流通面积；H为压差；Q为体积流量；

所述雷诺数Re值如下式：

式中，ρ为流体密度；v为流体速度，d为管径；μ为流体粘性系数。

需要说明的是，管道流通面积A可以通过测量出管径d，再通过公式π×(d^2)/4得出A的测试数据，g为重力加速度(取常规值9.8m/s)。

流体密度ρ和粘性系数μ根据液体常温常压下查询液体物性参数获得。

流体速度v是通过流量/流通面积，即v＝Q/A。

参照附表1(正向特性试验结果数据表)和附表2(反向特性试验结果数据表)，通过试验获得某一流通设备的正、反向特性试验结果。

附表1

序号	流体温度(℃)	流量(kg/s)	压差(Kpa)	阻力系数	雷诺数
						1	31.3	1.797	73.60	15.7452	113006
2	31.5	1.660	62.74	15.6888	104438
						3	31.7	1.529	53.24	15.6950	96177
4	31.8	1.380	43.60	15.8462	86768
						5	32.5	1.252	35.95	15.8737	78724
6	32.6	1.110	28.72	16.2792	69800
						7	32.9	0.960	21.79	16.6084	60387
8	33.3	0.840	16.64	16.5232	52818
						9	33.5	0.706	11.80	16.5550	44396

附表2

由附表1和附表2中可知，流体设备的正、反向压差阻力特性不同，且阻力系数不是固定值。

参数附图9-10，将雷诺数Re测试组数据作为X轴，流动阻力系数K测试组数据为Y轴，建立坐标系，得到流动阻力系数K和雷诺数Re之间的曲线图，最终获得阻力系数和雷诺数之间的关系，即随着雷诺数的降低，流动阻力系数有明显增大的趋势，为工业应用提供可靠的指导。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.适用于不同流体设备的双向流阻测试系统，包括液体源装置、调节装置、测试装置以及控制装置，其特征在于：

所述液体源装置，包括一液体箱；

所述调节装置，包括第一管路及第二管路；

所述第一管路的第一端与所述液体箱连接，所述第一管路上顺次设置有第一调节阀、辅助驱动泵、压力变送器、热电偶测量仪、电磁流量计以及第二调节阀，所述辅助驱动泵进口前和压力变送器后的管路上并联设置有第二管路，所述第二管路上设置有第三调节阀；

所述测试装置，包括第三管路，第四管路、第五管路、第六管路；

所述第三管路的第一端与所述第一管路的第二端相连接，所述第三管路的第二端与液体箱相连接，所述第三管路上依次设在有第一截止阀、第二截止阀、第一测试管段、第三截止阀，第四截止阀、第五截止阀、第四调节阀，所述第一测试管段两端的进口管路上和出口管路上分别设置有第一引压管和第二引压管，所述第一引压管和第二引压管两端连接有可拆卸的压差变送器；

所述第四管路的第一端连接所述第一截止阀和第二截止阀之间所在的管路，第二端连接所述第三截止阀与第四截止阀之间所在的管路，所述第四管路上沿第一端至第二端顺次设置有第六截止阀、第二测试管段、第七截止阀，所述第二测试管段两端的进口管路上和出口管路上分别设置有第三引压管和第四引压管；

所述第五管路的第一端连接所述第二管路的第二端，所述第五管路的第二端连接所述第三截止阀与第四截止阀之间所在的管路，所述第五管路上沿第一端至第二端顺次设置有第八截止阀、第三测试管段、第九截止阀，所述第三测试管段两端的进口管路上和出口管路上分别设置有第五引压管和第六引压管；

所述第六管路的第一端连接所述第一截止阀和第二截止阀之间所在的管路，第二端连接所述第四截止阀与第五截止阀之间所在的管路，所述第六管路上沿第一端至第二端顺次设置有第十截止阀、第十一截止阀；

所述控制装置，包括数据采集装置和计算机，所述数据采集装置输入端分别连接热电偶测量仪、电磁流量计、压差变送器、压力变送器，所述数据采集装置的输出端与计算机相连；

所述第一测试管段、第二测试管段、第三测试管段分别设置有可拆卸的连接件；

所述第一管路上设置有回路排液阀；

所述第三管路上设置有第一回路排气阀和第二回路排气阀，所述第一回路排气阀设置在第三截止阀与第四截止阀之间的管道上，所述第二回路排气阀设置在第五截止阀与第四调节阀之间的管道上。

2.根据权利要求1所述的适用于不同流体设备的双向流阻测试系统，其特征在于：所述液体箱侧壁设置有供液管，所述液体箱底部设置有排液管。

3.根据权利要求1所述的适用于不同流体设备的双向流阻测试系统，其特征在于：所述液体箱侧壁还设置有液位计与液体箱温度计。

4.适用于不同流体设备的双向流阻测试方法，其特征在于，采用如权利要求1-3任一项所述适用于不同流体设备的双向流阻测试系统，

包括如下步骤：

S1、通过供液管向液体箱中注入一定容积的待试验液体；

S2、在相应测试管段中加装待测流体设备，通过调整截止阀的开闭合，使待测流体设备所在的管路与其他管路中的一条或多条闭合连接形成测试通路；

S3、通过第一回路排气阀和第二回路排气阀对测试通路进行排气；

S4、启动辅助驱动泵，通过控制第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀、第四调节阀开度，先调节试验管段流量至最大目标流量Q0，再以0.1Q0为梯度逐渐降低流量；

S5、调节至最小目标流量Q1后，再逐步提升流量直至再次达到最大目标流量Q0；

S6、通过压差变送器测出步骤S4和S5中测试管段中所对应的流体设备的压差H；

S7、通过数据采集装置获取若干测试通路内液态流体的温度数据T、流量数据Q以及压差数据H，并通过计算机自动得出流动阻力系数K,以及雷诺数Re，最终获得待测流体设备的流阻曲线。

5.根据权利要求4所述的适用于不同流体设备的双向流阻测试方法，其特征在于：

所述流动阻力系数K值如下式：

式中，A为测试泵管道流通面积；H为压差；Q为体积流量；

所述雷诺数Re值如下式：

式中，ρ为流体密度；v为流体速度，d为管径；μ为流体粘性系数。