壓損是衡量氣體羅茨流量計性能指標的一個重要的參數．首先介紹氣體羅茨流量計這一種新型的轉子型線的設計方法，然后利用多種測量壓損實驗裝置對這種新型氣體羅茨流量計的壓力損失進行測量，得

到了一系列的數據．通過比較，實驗結果與理論值在允許誤差范圍，符合預期設想，從而驗證了設計方法的合理性與優越性．

氣體羅茨流量計又稱氣體腰輪流量計，從開始使用到現在已經有相當長的歷史，其因精度高、量程范圍寬、體積小、重量輕、安裝方便、使用可靠和壽命長等特點，被廣泛用在氣體流量測量中．

而在氣體羅茨流量計中，腰輪轉子是羅茨流量計的核心部件，國內外對其開展了大量研究．劉坤等使用計算機編程的方法，對圓弧包絡線的生成和性質進行了研究，并將其應用的原理進行分析，使用 ＣＡＤ 技術通過作圖法對轉子型線進行了優化．龔中偉介紹了腰輪流量計的結構、工作原理及優缺點，分析了原油外輸過程中易出現的問題，并給出了相應的建議．通過對腰輪流量計在制造過程中的誤差以及在使用過程中泄漏量、油品粘度和溫度以及油質等因素對測量精確度的影響分析，提出了消除和減少計量誤差的辦法．分析指出粘度、溫度、壓力和流量等因素會影響腰輪流量計的準確度，并依據實際運行情況提出具體做法．通過對國內行業標準和歐洲標準以及美國標準的比對，為國內氣體腰輪流量計產品的開發參數設計提供參考依據．林克努在研究壓力損失與儀表誤差之間關系和預測壓力損失過程中，使用不同容量的羅茨流量計進行各種流體的壓力損失實驗，推導得出了壓力損失與運動粘度關系的經驗公式．ＳＴＥＰＨＥＮ研究了不同流量計的壓力損失情況，提出比壓來對不同的流量計進行比較．

腰輪轉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、漸開線型、擺線型．現有的主要葉型是圓弧型，有部分專家對其進行優化，在圓弧型的基礎上添加了漸開線和擺線以及包絡線，使得結構更加合理，性能更加成熟．

本文主要采用的是圓弧與漸開線的配合，但采用的是多段圓弧以及包絡線配合，通過對新型的氣體羅茨流量計進行壓損測量，得到實驗數據．根據經驗可知，對于口徑為５０ｍｍ 的傳統的羅茨流量計的壓損值不能超過８００Ｐａ，本文通過實驗測得此新型羅茨流量計的壓損值，與一般的羅茨流量計的壓損值進行比較，論證新型羅茨流量計的優越性．

１.轉子型線的分析

圖１是新型型線的１／４曲線，這種型線的的結構由４段圓弧ＡＢ、ＢＣ、ＣＤ、ＤＥ，包絡線ＥＦ，和圓弧ＦＧ 組成．朱超穎等使用Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ得到了此結構的完整型線，并對此結構做了詳細的說明，在面積系數上，與傳統的羅茨型線進行了對比，驗證了新型羅茨型線的優越性．

圖２是利用上述１／４轉子型線通過左右、上下對稱得到的完整的轉子型線．

2.實驗器材與裝置

為了檢測新型氣體羅茨流量計的性能，通過不同的流量測量裝置對氣體羅茨流量計進行壓損測量實 驗．此次實驗分別 使 用 了 量 程 為 ０～１０ｋＰａ、采樣率為１次／ｈ至１０００次／ｓ可調、綜合精度為０．１％的高精度的 ＣＹ２００數字壓力傳感器，０．２５級 ＬＪＱ－２０００鐘罩式氣體流量標準裝置，綜合不確定度優于０．５％、可測量范圍為５～４０００ｍ３／ｈ．裝置準確度等級為０．２５級、可測流量計通徑ＤＮ２５～２００的ＬＸＨ－７０００臨界流文丘里噴嘴氣體流量標準裝置，精度等級為０．２５ 級ＩＭＣＣ２０００標準表檢測裝置等裝置．

本次實驗被檢測羅茨流量計是浙江蒼南儀表集團有限公司此型線設計的口徑為５０ｍｍ 的氣體羅茨流量計．

為了確保本次實驗器材的可靠性，我們在風洞實驗室中利用差壓計對數字壓力傳感器進行了校正．通過調節風機的頻率，送入不同的速度的風，在實驗區同時用微差壓器和數字壓力傳感器測量同一點的壓力，記錄實驗數據如表１．被測試的數字壓力傳感器型號是ＳｗｅｍａＭａｎ６０Ｍｉｃｒｏｍａｎｏｍｅｔｅｒ，量程是３００～５０００Ｐａ，精確度為０．１Ｐａ．

通過表１的實驗數據我們可以看到，微差壓計與傳感器通道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，正負范圍約２Ｐａ．

３.實驗方法與步驟

本次實驗采用的是鐘罩式氣體流量標準裝置、臨界流文丘里噴嘴氣體流量標準裝置、標準表法氣體流量標準裝置對氣體腰輪流量計進行前后壓力測量．在腰輪流量計的進出口位置裝有數字傳感器，測出進出口壓力，求得數字傳感器測出的壓損值．實驗過程中在氣體羅茨流量計的進出口的位置連接三通管，一端連接數字傳感器的測壓線路，一端連接原始流量檢測裝置的測壓管路．啟動鐘罩式氣體流量標準裝置，調節流量值，使其通過氣體羅茨流量計的流量值分別接近１００、９０、８０、７０、６０、５０、４０、３０、２０、１５、１０、８、５、３、２、１．５、１、０．６５ｍ３／ｈ，記錄下實驗數據．然后分別啟動臨界流文丘里噴嘴氣體流量標準裝置和標準表法氣體流量標準裝置，設定流量值，使其通過腰輪流量計流量值接近１００、７０ｍ３／ｈ，記錄下實驗數據．

４.實驗結果驗證

氣體羅茨流量計單只腰輪轉子損失特點符合管道損失特點，因此可以借鑒管道損失作為氣體羅茨流量計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，同一裝置在不同環境下測量出來的壓損值也不完全相同．鐘罩相對于傳感器的測量值與噴嘴和標準表相比，明顯偏小．造成這種結果的原因可能有：１）在大流量時，噴嘴氣體流量標準裝置和標準表法氣體流量標準裝置標準產生的巨大波動對實驗影響較大，產生的實驗誤差較大．２）儀器結構上不夠完善或儀器未經很好校準等原因而產生的系統誤差．３）實驗儀器由于環境溫度、濕度、電源電壓不穩定、振動等因素也會產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，而且難以確定某個因素產生的具體影響的大小，一般情況下難以排除．

５.結 語

本文介紹了一種新型的氣體羅茨流量計，其轉子型線是由多段圓弧與漸開線構成．使用了三種氣體流量標準裝置對氣體羅茨流量計的壓損進行了測量，在大流量時鐘罩式氣體流量標準裝置相對誤差較小．實驗結果表明，當流量較小時，壓力損失實驗值與理論值偏差較大，這是由于在流量較小時，壓力損失不僅包含管道損失，還存在機械損失．新型的氣體羅茨流量計最大壓力損失值不超過４００Ｐａ，與傳統的氣體羅茨流量計壓力損失值８００Ｐａ相比有明顯的優勢；同時在大流量時，壓力損失的實驗值與管道損失理論值基本能重合，這驗證了實驗的可靠性．