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科里奥利质量流量计 1、科里奥利质量流量计的概述 2、科里奥利力的简单介绍 3、科里奥利质量流量计的基本工作原理 快速增长的原油需求与徘徊不前的探明储量之间形成巨大的供求缺口，导致我国原油进口数量激增，开发进口渠道日趋多样化。 原油交接计量技术就是测定交易过程中原油质量、品质的一门技术，它是保证原油贸易公平公正、准确一致的基础，也是石油石化企业合法权益和经营发展的重要保证。 概述 原油交接计量方式分为静态和动态两种。动态计量是相对于静态计量而言的。所谓石油动态计量，是指被测量的石油及液体石油产品连续不断地通过计量仪器而被其测量数量的过程，这些仪器主要指各种类型的流量计。 下面就介绍一种新式的流量计--科里奥利流量计。 概述 科里奥利力的简单介绍 如图，设在以角速度ω眼逆时针方向转动的水平圆盘上，沿同一半径坐着两个儿童，童A靠外，童B靠内，二者离转轴O的距离分别为rA和rB 。 童A以相对于圆盘的速度v’沿半径方向向童B抛出一球。 如果圆盘是静止的，则经过一段时间 Δt=（rA—rB）/v’后，球会到达童B。 但圆盘在转动，故球离开童A的手时，除了径向速度v’外，还具有切向速度vtA，而童B的切向速度为vtB。由于vtAvtB，所以当经过时间Δt后，球并不到达童B而是到达童B转动的前方某点B’。 这是从盘外的不转动的惯性系观察到的情形。 科里奥利力的简单介绍 在圆盘上的那两个儿童看到球是如何运动的呢？ 他们是在固定在圆盘上的转动参考系内观察的。童B只看到童A以初速v’向他抛来一球，但球并不沿直线到达他，而是向球运动的前方的右侧偏去了（图B）。 这一观测结果他认为是球离开童A的手后，在具有径向初速度v’的同时，还具有了垂直于这一方向而向右的加速度a’。 科里奥利力的简单介绍 由此看来，球一定受到了一个垂直于速度v’而向的惯性力Fc。 我们就把这种在转动参考系中观察到的运动物体（由于转动参考系中个点的线速度不同而产生）惯性力叫科里奥利力。 科里奥利力的简单介绍 科里奥利力的大小为 Fc=2mv’ ω 方向：在转盘沿逆时针转动的情况下，指向质点运动的右方;在转盘沿顺时针方向转动的情况下，指向质点运动的左方。 科里奥利力的简单介绍 我们可以把AB所在的半径看做是一根管道，把小球看作是一段流体，则该流体所经过的管道也受到一个切向科氏力Fc。 设该流体的密度为ρ，速率为v，管道的横截面积为A，取任一小长度为Δx的管道， Fc=2mv’ ω m= ρA Δx 得ΔFc=2ωvρAΔx 科里奥利力的简单介绍 科里奥利质量流量计的基本工作原理 ΔFc=2ωvρAΔx 设q是单位时间内通过某一截面A的流量 ，则q=vA, 该流体的质量Qm=ρq=ρvA， 代入ΔFc得： ΔFc =2ωQmΔx 因此，直接或间接测量在旋转管中流动流体的科里奥利力就可以测得质量流量。 在实际应用中，使管道旋转是较难做到的，因此用简谐振动来代替旋转（如右图）， 即有两端固定的薄壁测量管，在中点处以测量管谐振或接近于谐振的频率所激励，在关内流动的流体产生科里奥利力，使测量管中点前后两半段产生方向相反的挠曲，用光学或电磁学方法检测挠曲量以求得质量流量。 科里奥利质量流量计的基本工作原理 以U型管为例 如图所示，在外力的驱动下，U型管绕A-A轴按其自然频率ω振动。当流体以匀速流过U型管时，按质点动力学原理，在U型管向上运动时，入口一侧产生向上的科氏加速度，相应的科氏力F1 向下作用在管壁上；出口一侧，产生向下的科氏加速度 ，相应的科氏力F2向上作用在管壁上。 F1 和F2大小相等，方向相反（F1=F2=Fc） 科里奥利质量流量计的基本工作原理 科氏力绕B-B轴产生力矩M (M=2 Fc r ) 力矩M引起U型管扭曲 (M=KSθ, θ为扭转角,为测量管的 弹性刚度） 质量流量同偏转角 θ之间的关系 ： Qm