摘要:介紹了孔(kong)闆差壓式流量(liang)計 測量水蒸氣(qì)的工作原理,對(dui)導緻孔闆差壓(yā)式流量計産生(sheng)測🐕量👈誤差的各(gè)種内.外因素進(jìn)行了分析,并闡(chan)述了相應的校(xiào)正補償方法,爲(wei)今後孔闆差壓(ya)式流量計的設(she)計和使用提供(gong)了借鑒。
　　目前,國(guó)内外用于水蒸(zhēng)氣流量測量的(de)儀表主要包括(kuo): 孔闆流量計 、 渦(wō)街流量計 、 轉子(zǐ)流量計 和.彎管(guǎn)流量計等儀表(biǎo)。其中,孔闆差壓(yā)式流量計是國(guo)内外最早得以(yǐ)研究.試驗數據(jù)最爲完善、實踐(jian)經驗最爲豐富(fu)、标準化🈚程度高(gao)的流量計，因其(qí)結構簡單、制造(zao)㊙️成本較低、性能(néng)比較穩定、使用(yòng)🥵壽命較長且已(yi)标準化,因而在(zài)工業上得到了(le)最廣泛💛的應用(yòng)。孔🐕闆流量計由(yóu)節流裝置、一定(dìng)長度的直管段(duàn)、引壓管、 差壓變(biàn)送器 、 壓力變送(sòng)器 、 溫度變送器(qi) 和流量計算機(ji)等組成。在使用(yong)過程中,盡可能(néng)地減小流量測(cè)🆚量誤差,降低水(shuǐ)蒸氣人爲損耗(hao),對企業的🤩生産(chǎn)經營具有重要(yao)的意👣義.
1孔闆工(gōng)作原理及誤羞(xiū)補償方法
1.1孔闆(pan)式流計的工作(zuò)原理
　　 孔闆式流(liú)量計 采用差壓(yā)式測量方法對(duì)流量進行測量(liàng),即在管道内裝(zhuāng)人🔅節流元件一(yi)孔闆。當水燕氣(qi)流過孔闆時,流(liú)體速♉度增大,壓(yā)力減小，于是在(zài)孔闆的前後産(chan)生差壓,利用具(ju)有一㊙️定設計尺(chi)寸的孔闆測🌍量(liang)水燕氣流量,在(zai)保證✍️孔闆前後(hou)有足.夠的直管(guǎn)段等💰條件下,孔(kǒng)闆前後的差壓(yā)将随流量的變(bian)化而變🐆化，且兩(liǎng)者具有确定的(de)關系,因此可以(yǐ)通過測量差壓(ya)得到水蒸🙇🏻氣的(de)流量。根據國标(biāo)GB/T2624:1993,對于标準節流(liu)裝置,差壓△P與流(liú)🆚量q=的函數關系(xi)爲:
 
　　式中:qm爲質量(liàng)流量,kg/s;C爲流出系(xi)數;D爲管道内徑(jing),m;e爲節流⚽件正端(duan)取👈壓口平面上(shàng)的氣體膨脹系(xì)數;d爲工作條件(jian)下節流件的開(kai)孔直徑,m;ρ爲節流(liú)件人口端流體(tǐ)密度,kg/m³.
1.2流出系數(shù)C的補償.
　　流出系(xi)數C是表征孔闆(pǎn)節流裝置特性(xing)的主要參數,是(shì)雷諾🧑🏽‍🤝‍🧑🏻數Re和β的曬(shài)數,它是一個随(suí)流量變化的量(liàng),其值随Re的增大(da)而減小,當Re大于(yu)--定值趨向無窮(qióng)大時,C趨向于常(cháng)數Ck,而孔徑比β越(yuè)大,C的變♉化幅度(dù)💋也越大,使C趨向(xiàng)于常數Ck的Re也越(yue)大,C與β和Re之間🎯的(de)定量關系爲:
 
　　對(duì)于給定的标準(zhǔn)孔闆,當β爲常數(shù)時,C僅是Re的函數(shu)C=f(Re)。在公☎️式(1)中,将🈲C用(yòng)公式(2)而不是一(yi)個常數來代替(tì),可提高💯計量的(de)精度。
1.3水蒸氣膨(péng)脹系數e的補償(cháng)
　　差壓式流量計(ji)在用來測氣體(tǐ)和蒸氣流量時(shí)，流體流過🐆節🚩流(liu)裝置在節流件(jian)兩邊都要産生(shēng)一定的差壓,在(zài)節流件的下遊(you)靜壓降低,将出(chū)現流東膨脹，流(liú)💃束的這種膨脹(zhàng)使得節㊙️流裝置(zhi)的輸出(差.壓)--輸(shū)人(流💞量)關系同(tong)♉不可壓縮流體(ti)之間的偏.差。如(rú)果不對這種偏(pian)差進行校正,将(jiāng)會導緻流量.示(shi)值偏高千分之(zhi)😘幾到百分之幾(ji)，尤其是流量在(zai)較.大範圍内變(biàn)化時🌂,産生的誤(wu)差會更大,因此(cǐ)更有必要對其(qí)進行修正。
1.4孔闆(pan)流量計變更程(cheng)後的修正
　　盡管(guan)改變差壓變送(sòng)器的差壓範圍(wei)是非常容易的(de)事,但不能隻💯對(dui)差壓範圍做調(diao)整就萬事大吉(jí)。.這是♍因爲🌈孔闆(pǎn)流量計量程變(bian)👈更後,管道中的(de)常用流速等參(can)數将發生變化(hua),流✍️出系數也相(xiàng)應⛱️有所變化,因(yīn)此需從已知節(jie)流裝置數據(從(cóng)😄節流裝置計算(suàn)書查😘得)和其他(ta)有關流量數據(jù)(如:變更後的流(liu)量上限及常用(yong)流量)計算出新(xīn)的差壓上💛限。實(shi)踐證明,若量程(chéng)縮小後.C和Ɛ均增(zeng)大,相應的質量(liàng)流量會偏大。
1.5密(mi)度ρ的補償
　　在其(qi)他參數不變的(de)情況下，qm與ρ之間(jiān)的關系爲:qm=kp√ρ.可以(yǐ)🌍看出,水🐅蒸氣的(de)流量與其密度(dù)的平方根成正(zheng)比關系。水蒸氣(qì)是可🐅壓縮性氣(qi)體,當其壓力、溫(wēn)度變化時,其密(mi)度将發生明顯(xiǎn)變🔆化,這将引起(qǐ)流🤩量很大的誤(wù)差。實際流🛀體狀(zhuang)态(壓力、溫度)與(yǔ)流量計設計時(shi)的狀态(壓力、溫(wen)度)偏離造成的(de)相對誤差可由(you)公式(3)表示:
 
　　假如(rú)設計孔闆流量(liang)計時是按照1MPa和(hé)285℃所對應的過熱(rè)水蒸氣密度♉ρ=4.374kg/m³設(shè)計的,則密度的(de)變化造成的測(ce)量誤差可能很(hen)大，當壓力♈大且(qie)溫度低時,測量(liang)值偏大:當壓力(li)低且溫度高時(shi),測量值偏小。水(shui)蒸氣的實際狀(zhuàng)态偏離孔闆實(shí)際狀态越嚴重(zhòng)，所引起的誤差(cha)越大。要補償密(mi)度變化所引起(qǐ)的這種誤差,就(jiu)不能将公式(1)中(zhong)的ρ以設計⭕工況(kuàng)下的密度來代(dai)人,需要将ρ看作(zuò).壓力和溫度的(de)函數,即ρ=f(P,t)。這也就(jiù)是一般智能流(liu)量積算儀均要(yao)對過熱蒸汽進(jìn)行壓力溫度補(bǔ)償的原因。
1.6孔闆(pǎn)内徑d和管徑D的(de)誤差補償
　　測量(liang)水蒸氣流量時(shi),如果設計工況(kuàng)爲200℃，孔闆内徑爲(wei)d,則孔闆内徑在(zai)實際工作狀态(tai)下的修正公式(shì)爲：
 
　　實際上d和D偏(pian)離設計值造成(cheng)的後果就是流(liú)量測量✂️系統的(de)滿度值發生了(le)變化,如果将d和(he)D的實際值測量(liang)出來,代入公式(shì)計算出與此實(shí)際值相對應的(de)流量滿度值,然(ran)後用新的滿度(dù)值代替原😄設計(ji)值,置人流量顯(xian)示儀表,則系㊙️統(tong)運行後💯,尺寸誤(wù)差對測量系統(tǒng)的影響就能得(dé)到完全的校正(zheng)，這也就是每台(tai)流量計在投入(ru)使✔️用前進行修(xiū)正計算的主要(yào)工🌈作。
2常見誤差(cha)原因分析
2.1實際(ji)工作狀态引起(qǐ)的誤差
　　标準孔(kǒng)闆是按照特定(ding)的已知條件進(jìn)行設計的，但在(zai)工作過程中,被(bèi)測量介質的各(gè)種參數(如溫度(dù)、密度、壓力.黏度(du)等)與标準孔闆(pǎn)的額定數值有(you)所不同。如在常(chang)溫附近時,若被(bei)測量介質爲氣(qì)體,溫度每變化(hua)10℃,氣體的密度則(ze)變化3%左右;在1個(gè)大氣壓下,被測(ce)氣😍體壓力每變(biàn)🐆化10Pa,密度則變化(hua)10%左右。所以在用(yong)标準孔闆測量(liàng)氣體🧡時，必須考(kǎo)慮氣體📐溫度和(hé)壓力的變化,以(yi)進行适當的修(xiū)正。
2.2安裝不正确(què)引起的誤差
　　對(dui)于标準孔闆,爲(wèi)了保證被測量(liang)介質流量的精(jīng)度,标準孔🚩闆一(yī)定按規定要求(qiu)進行正确安裝(zhuang),否則将會産☀️生(sheng)一定的測量誤(wù)差♋。
(1)孔闆的銳面(mian)應迎着流體的(de)方向,以确保孔(kǒng)闆的方👄向安裝(zhuang)正确。
(2)孔闆的前(qián)端面與管段軸(zhóu)線應保證垂直(zhi),最大傾斜✨度應(yīng)小于1度🌈。
(3)若工作(zuo)環境的測量精(jīng)度要求較高,爲(wèi)了提高測量的(de)精👉度，建議标準(zhun)孔闆前後的直(zhi)管段應盡量采(cai)用标準直管段(duàn),然👨‍❤️‍👨後再與主管(guǎn)道聯接。
(4)新安裝(zhuāng)的管道在安裝(zhuang)孔闆前,應對管(guan)道進行沖洗和(hé)掃線操♌作,從而(er)避免掃線時損(sun)傷孔闆的銳面(mian),且管道内的雜(zá)物🌈在孔🧑🏽‍🤝‍🧑🏻闆前後(hou)堆積也會降低(dī)測量的精度。
(5)孔(kǒng)闆在使用過程(chéng)中,由于受被測(cè)量介質溫度的(de)影響,其♌自身會(huì)産生線膨脹,爲(wèi)了保證其端面(mian)的平面👣度和對(dui)軸線垂直度🌈,在(zai)安裝過程中,要(yao)考慮其工作過(guò)程時的自由伸(shen)縮性。
(6)孔闆的密(mì)封墊片不能伸(shēn)入管道中,應盡(jìn)量薄，一般厚度(du)應🐪小于💜0.03D。
2.3孔闆入(rù)口邊緣磨損引(yin)起的誤差
　　标準(zhun)孔闆在使用過(guò)程中，被測量介(jiè)質對孔闆的沖(chòng)刷腐蝕🛀🏻往往🌈會(hui)造成測量裝置(zhì)的幾何形狀和(hé)尺寸産生不同(tong)🈲程度的變化。長(zhǎng)♊期使用後,孔闆(pan)邊緣的銳角會(huì)變鈍,在相💚同體(ti)積的被測👄量介(jiè)質經過時所産(chǎn)生的壓差△p将變(biàn)小，标準孔闆的(de)示值會偏🤩低,從(cóng)而引起測量誤(wù)差,爲了保證測(ce)量的精度，應定(dìng)期對孔闆💔進行(hang)校驗，清洗，以減(jiǎn)小對孔闆的沖(chòng)蝕和污物堆積(jī)。
2.4引壓管路安裝(zhuang)不當引起的測(ce)量誤差
　　引壓管(guǎn)路應垂直或傾(qing)斜安裝，其傾斜(xie)度應大于1:12,在引(yin)壓管🈲路的安裝(zhuang)過程中,應保證(zhèng)彎曲處圓滑過(guo)渡,彎曲半徑應(ying)大于引壓管外(wài)徑的5倍，在測量(liàng)不同的介質時(shí),引壓管🔆的長度(du)和内徑要符合(he)安裝規定的要(yao)求。
2.5引壓管路堵(du)塞引起的測量(liang)誤差
　　标準孔闆(pǎn)在使用過程中(zhong),要保證其引壓(ya)管暢通,避免堵(du)塞,放空閥、三閥(fa)組.腰式法蘭及(jí)連接件的密封(feng)性能應保證處(chu)于良㊙️好狀态,不(bú)能有洩漏。爲了(le)減少此類誤差(chà)，平時應加強管(guan)理.提高操作🧡人(ren)員的素質,在使(shǐ)用過程中,操作(zuò)🌏人員應做好系(xì)統的檢修.維護(hù)🈲和保養工作,延(yan)長其使用㊙️壽命(mìng),從而減小測量(liàng)誤差的産生。
3結(jie)語
　　使用孔闆差(cha)壓式流量計測(cè)量水蒸氣的流(liú)量涉及一🔱系列(liè)㊙️的問題,包括檢(jiǎn)測裝置、顯示裝(zhuāng)置.前後直管段(duàn)以及輔助設備(bèi)等,要保證水蒸(zheng)氣流量測量的(de)精⚽度,必須做到(dao)合理選型，正确(que)安🔞裝與調試，及(jí)時維護與保養(yǎng),并對測量部分(fèn)可能引人的誤(wu)差進行适當的(de)補償和校正。因(yin)爲在使🔴用過程(cheng)中,當流量和壓(yā)力波動較大時(shi),從流量系數與(yu)流東膨脹系數(shù)所引人❤️的系統(tong)誤差較大,另外(wài)孔闆長期運行(hang)後銳角會變鈍(dùn)、幾何尺寸會發(fā)生變化,系統的(de)測量精度就會(hui)下降,有時甚至(zhi)無法進行正常(chang)測量，所以平時(shí)應加強🚶‍♀️管理,盡(jìn)量減小測量誤(wù)差的産生。

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