[摘要]差(chà)壓式孔(kǒng)闆流量(liàng)計 廣泛(fàn)用于貿(mao)易結算(suan)，通過各(gè)種因素(sù)對差壓(yā)式孔闆(pan)流💜量計(jì)🚩計量結(jié)果的影(yǐng)響，減少(shǎo)計量誤(wù)差的方(fāng)法。從 差(cha)壓式流(liú)量計 的(de)計算公(gōng)式入手(shǒu)，确定影(yǐng)響因素(su)，通過實(shí)際案例(li)确定影(ying)響因素(su)對實際(ji)計量結(jié)果的誤(wù)差，最終(zhong)得出以(yi)下結論(lun):①在差壓(yā)爲0.1倍💞最(zui)大值時(shí)，熱膨脹(zhang)系數和(hé)流出系(xi)數造成(cheng)的相對(duì)誤差最(zui)大，爲👅1.84%。②在(zai)壓力爲(wei)0.8MPa、溫度爲(wèi)250℃的變工(gōng)況狀态(tai)下，孔闆(pan)直徑平(píng)均線膨(peng)脹系數(shu)造成的(de)相對誤(wu)差最大(da)，爲0.85%。③由于(yu)查表法(fǎ)相對誤(wu)差較小(xiǎo)且使🏒用(yong)方便，因(yin)此💃密度(dù)選取方(fāng)式一🚩般(bān)采用查(cha)表法。
0引(yin)言
　　差壓(ya)式孔闆(pan)流量計(ji)分爲差(cha)壓裝置(zhi)、 差壓變(biàn)送器 和(he)流量積(jī)算儀三(sān)大部分(fèn)，工作原(yuan)理是當(dang)介質流(liu)過差壓(ya)🔞件，在左(zuǒ)💔右兩側(cè)産生壓(yā)差，根據(jù)伯努利(lì)方程和(he)流動連(lian)續性方(fang)程，可計(ji)算出介(jie)質的瞬(shùn)時流量(liang)。差壓式(shi)孔闆🏃‍♀️流(liú)量計相(xiang)關技術(shù)較爲成(chéng)熟，并💚且(qie)使用方(fang)便、拆裝(zhuāng)便捷、有(you)相關的(de)檢定規(gui)程、易于(yú)檢定，因(yīn)此廣泛(fan)應用于(yu)蒸汽、液(yè)體及天(tian)然氣等(děng)介質的(de)貿易結(jié)算。一般(bān)情況下(xià)，計量☂️數(shù)據較大(da)，計量結(jie)果的些(xie)許偏差(cha)就㊙️會造(zào)成損失(shi)，因此如(ru)何增加(jiā)差壓式(shì)孔闆流(liu)量計的(de)計量正(zheng)确性重(zhong)要。首🏃‍♂️先(xiān)對差壓(yā)式孔闆(pǎn)流✍️量計(ji)中各種(zhong)影響因(yīn)🌈素進行(háng)分析，其(qi)次根據(jù)其檢定(dìng)規程中(zhong)的計算(suan)公式入(ru)手，确定(ding)影響因(yin)素有熱(rè)膨脹系(xì)數、流出(chu)🐪系數、孔(kǒng)闆直徑(jing)平均線(xian)膨脹系(xi)數、密度(du)等參數(shu)，再次根(gen)據理論(lùn)公式及(ji)大量工(gong)程經驗(yàn)确定各(ge)個影響(xiǎng)因素之(zhi)間的關(guan)系，最後(hòu)通過實(shí)際案☀️例(li)确🎯定影(yǐng)響因素(sù)對實際(ji)計量結(jie)🔱果的誤(wu)差，并找(zhao)到了🈲影(yǐng)響計量(liang)結果的(de)其他因(yin)素。通過(guo)各種因(yīn)素對差(cha)壓式孔(kong)闆流量(liang)計計量(liang)結果的(de)影響，更(geng)好地理(li)解孔闆(pan)流量計(ji)的特性(xing)，通過與(yǔ)實際計(ji)量經驗(yàn)結合，保(bǎo)障孔闆(pǎn)流量計(ji)計量結(jie)果的正(zhèng)确性。
1.模(mo)型
　　差壓(yā)式孔闆(pan)流量計(jì)的流量(liàng)計算公(gong)式如~下(xia):
 
　　公式(1)中(zhōng):qm爲瞬時(shi)質量流(liú)量，單位(wèi)爲kg/s;C爲流(liú)出系數(shu)，無量綱(gāng);β爲直徑(jing)❄️比，β=d/D;D爲管(guan)道内徑(jìng)，單位爲(wèi)mm;ε爲可膨(péng)脹系數(shù);d爲開孔(kǒng)直徑🌂，單(dān)位爲mm;△p爲(wèi)差壓，單(dān)位爲kPa;ρ爲(wei)節流件(jiàn)正端取(qu)壓口平(ping)面上的(de)流體密(mi)度，單位(wei)爲kg/m3.
在實(shí)踐過程(cheng)中，差壓(ya)式孔闆(pan)流量計(jì)流量測(ce)量簡化(hua)的基本(ben)公式如(rú)下:
 
2檢定(ding)規程步(bù)驟
　　《差壓(ya)式流量(liang)計檢定(ding)規程》中(zhōng)使用幾(ji)何檢測(ce)法對孔(kǒng)闆的6個(ge)參數進(jìn)行檢定(dìng)。
　　A面平面(miàn)度:将孔(kong)闆的A面(miàn)朝上并(bing)放置在(zài)平闆上(shang)，找到A面(mian)與㊙️平闆(pan)垂直的(de)最長距(ju)離，用量(liang)塊或塞(sai)尺測量(liàng)，該距離(li)即A面的(de)平面度(du)☀️。
　　A面及e面(mian)的表面(miàn)粗糙度(dù):以樣塊(kuài)的表面(miàn)粗糙度(dù)爲标🔆準(zhun)，借助放(fàng)大⭐鏡顯(xiǎn)微鏡等(deng)工具判(pan)斷A面與(yǔ)e面的粗(cū)糙度,或(huo)使用輪(lún)廓♉法觸(chù)針式表(biao)面粗糙(cāo)度測量(liang)儀測量(liàng)A面及e面(mian)💞的粗糙(cāo)度。
　　邊緣(yuán)G、H、I:可借助(zhù)放大鏡(jing)檢查G、H、I，并(bìng)使用模(mó)壓法或(huo)反射光(guang)法測量(liàng)入口邊(biān)緣圓弧(hu)的半徑(jìng)。
　　厚度E及(jí)長度e:用(yong)量具分(fen)别在離(li)内圓外(wai)和外圓(yuan)内大約(yue)10mm的位置(zhì)⚽上均勻(yún)測3個值(zhi)，其中E爲(wei)這3個值(zhi)的平均(jun1)值🔞，最大(da)值減去(qu)最小值(zhi)爲E的最(zui)大偏差(cha)。e則是在(zài)長度處(chu)🚶均勻分(fèn)布的位(wei)置上取(qǔ)3個值，其(qi)中e爲這(zhe)3個值的(de)平均值(zhi)，最大值(zhí)減去最(zui)小值爲(wèi)e的最大(da)偏差。
　　節(jiē)流孔直(zhi)徑d:選擇(zé)遊标卡(kǎ)尺、内徑(jing)千分尺(chi)、帶表卡(ka)尺、孔徑(jìng)測量🌈儀(yí)、内測千(qiān)分尺測(ce)量節流(liu)孔直徑(jìng)，共選取(qǔ)4個角度(du)大緻相(xiang)同的🌈位(wèi)置進行(háng)測量，d爲(wèi)這4個值(zhí)的平均(jun)值，并按(àn)照公式(shi)計算♈出(chu)直徑相(xiàng)對誤差(cha)及節流(liu)孔🏃直徑(jing)的重複(fú)性。
　　斜角(jiao):将B面放(fang)在平闆(pan)上，用角(jiao)度規或(huo)樣闆角(jiao)等儀器(qì)，在任一(yī)直徑方(fang)向測量(liang)2個斜角(jiǎo)值，斜角(jiǎo)爲這2個(ge)值的🌍平(píng)均值。
　　《流(liú)量積算(suàn)儀檢定(ding)規程》中(zhong)規定檢(jian)定點應(ying)選取流(liú)量量程(chéng)對應的(de)輸入信(xìn)号的下(xia)限、0.25倍、0.5倍(bèi)、0.75倍、1倍，如(rú)果流量(liàng)積算儀(yi)具有壓(ya)✉️力和溫(wen)度這兩(liǎng)個參數(shu)的補償(cháng)功能，則(zé)檢定點(diǎn)的選取(qu)應在設(shè)計狀态(tai)下，并且(qie)需在設(shè)計範圍(wéi)内壓力(lì)不變的(de)情況下(xià)，溫度任(rèn)取兩點(diǎn)進行檢(jiǎn)定;同時(shi)，在溫🚶度(du)不變的(de)情況下(xia)，壓力任(ren)取兩點(dian)，進行檢(jian)定。
3影響(xiang)因素
　　已(yi)知熱膨(péng)脹系數(shù)ε、流出系(xi)數C、節流(liu)孔直徑(jing)d、直徑比(bǐ)β，根據公(gōng)式(1)即可(ke)求出最(zui)大差壓(yā)對應的(de)瞬時流(liú)量。現将(jiāng)🧡一台差(chà)壓式孔(kǒng)闆流量(liang)計放入(rù)工作環(huan)境中，己(ji)知工作(zuo)介質爲(wèi)過熱蒸(zheng)汽，設🌈計(jì)狀态爲(wei)壓力0.8MPa、溫(wen)度200℃，相關(guān)參數分(fen)别爲内(nèi)徑d=34.51mm、β=0.388098，在△pmax=60kPa下(xia)🐕，Ɛ=0.98157、C=0.60248。根據公(gōng)式(1)，求得(dé)qmax，其中密(mi)度是根(gen)據IAPWS-IF97公式(shì)所得✊。變(biàn)工況狀(zhuàng)态下溫(wēn)度爲200℃時(shí)，壓力分(fèn)别爲0.7MPa、0.6MPa，另(ling)一變工(gōng)況狀态(tai)下壓力(li)爲0.8MPa時🌍，溫(wen)度分别(bie)爲220℃、250℃。
3.1熱膨(peng)脹系數(shu)與流出(chu)系數的(de)影響
　　熱(re)膨脹系(xì)數是給(gei)定一次(cì)裝置的(de)給定直(zhi)徑比，差(cha)壓式🙇‍♀️孔(kong)闆流量(liang)計的熱(rè)膨脹系(xi)數隻取(qu)決于壓(yā)力比和(hé)等熵指(zhi)數，計算(suàn)🌈公式如(rú)下🏃‍♀️:
 
　　流出(chū)系數是(shi)裝置的(de)實際流(liu)量與理(li)論流量(liàng)之間關(guān)系的系(xì)㊙️數，隻與(yǔ)雷諾數(shù)有關，随(suí)着雷諾(nuò)數變大(da)，流出系(xi)數會越(yuè)來越☂️小(xiao)，随着雷(léi)⛱️諾數變(bian)小，流出(chū)系數會(huì)越🔆來越(yuè)大，計算(suan)公🌏式如(rú)公🐅:式(4)所(suǒ)示。對于(yú)不同的(de)裝置，如(ru)果其幾(ji)何相似(si)且雷諾(nuò)數相同(tong)，那麽流(liu)出系數(shù)就相🧑🏽‍🤝‍🧑🏻同(tong)。
C=0.5961+0.0261β2+0.216β8(4)
　　将該例(li)中所有(you)狀态下(xia)的熱膨(péng)脹系數(shù)和流出(chu)系數💰看(kàn)做定🛀🏻值(zhi)，均🈲與設(shè)定狀态(tài)下最大(da)流量對(dui)應的數(shù)值相同(tong)🌏，瞬時流(liu)量👣結果(guǒ)如表1中(zhong)的經驗(yàn)值。從表(biǎo)1可以看(kàn)出，在差(cha)壓爲0.1倍(bèi)🐕最大值(zhí)時，相對(dui)誤差最(zui)大，絕對(duì)值爲1.84%，随(sui)着差壓(ya)取值逐(zhú)漸接近(jìn)最大值(zhí)，相對誤(wu)差越來(lái)越小。
3.2孔(kong)闆直徑(jìng)平均線(xian)膨脹系(xì)數的影(ying)響
　　若流(liu)動狀态(tai)下測量(liàng)管道的(de)溫度與(yu)确定直(zhi)徑時的(de)溫度(該(gai)溫度稱(chēng)之爲參(cān)比端或(huò)校準溫(wen)度)有較(jiào)大差異(yì)，在用公(gong)式計算(suan)孔闆直(zhi)徑、直徑(jing)比和流(liú)量時，應(yīng)将🌈管道(dao)的膨脹(zhang)或者收(shōu)縮考慮(lǜ)在内，具(ju)體公式(shi)如下:
 
　　公(gong)式中，d爲(wei)流動狀(zhuàng)态下一(yi)次裝置(zhi)的直徑(jing);d0爲參比(bǐ)溫度下(xià)一次🔴裝(zhuang)置的直(zhí)徑;λD爲一(yi)次裝置(zhi)材料的(de)平均線(xian)膨脹系(xì)數;T爲流(liú)動狀态(tài)下一次(ci)裝置的(de)溫度;T0爲(wèi)參比✊溫(wen)度或校(xiào)準溫度(du)。
　　孔闆直(zhi)徑的材(cai)質爲不(bú)鏽鋼，λ=0.000017。如(rú)果不考(kao)慮孔闆(pan)直徑受(shou)溫度的(de)影響，瞬(shun)時流量(liang)結果如(ru)表2中的(de)經驗值(zhí)所示，從(cong)🔆表2中可(ke)以看出(chū)，相對誤(wu)差在最(zui)後一-個(ge)檢定點(dian)，即壓力(lì)爲0.8MPa、溫度(du)⭐爲250℃時的(de)相對誤(wu)差最大(dà)，絕對值(zhí)爲0.85%，從公(gōng)式(5)中也(ye)可以看(kàn)出，此時(shi)T-T0值最大(da)，因此造(zao)成了較(jiao)大的偏(piān)差，而在(zài)溫度沒(méi)有變♍化(huà)的情況(kuang)下，相對(duì)誤差沒(méi)有随着(zhe)差壓及(ji)壓力值(zhí)發生變(biàn)化，因此(ci)可以得(de)出孔闆(pǎn)直徑平(píng)均線膨(péng)脹系數(shu)隻與被(bei)測介質(zhì)的溫度(dù)相關。
3.3密(mì)度取值(zhi)方法的(de)影響
　　蒸(zhēng)氣密度(dù)可通過(guo)公式法(fa)、狀态方(fāng)程法、查(chá)表法3種(zhǒng)方法獲(huo)取回。其(qí)中，公式(shì)法使用(yòng)的公式(shi);狀态方(fāng)程法使(shǐ)用的🛀是(shì)理想氣(qì)體方程(chéng)PV=nRT,應注意(yi)狀态方(fāng)程法适(shì)用範圍(wei)較窄;查(cha)表法🧡是(shì)使用《國(guo)際單位(wei)制的水(shui)和水蒸(zhēng)氣💔的性(xìng)質》中的(de)數據，并(bing)進行線(xiàn)性插值(zhi)從而得(dé)出蒸汽(qi)👉的密度(dù)，這個方(fang)法比公(gong)式法及(ji)狀态方(fang)程法方(fang)便，但會(hui)産生一(yī)定🧡.的偏(pian)差。表3中(zhong)，标準值(zhi)的密度(du)取值方(fang)法采取(qǔ)公式法(fa)，經驗值(zhí)的密度(dù)通過查(cha)表所得(de)，從結果(guo)🐉看♌出，每(mei)個檢定(ding)點的💘相(xiang)對誤差(cha)都較小(xiǎo)，最大相(xiàng)對誤差(chà)的絕對(duì)✂️值沒有(yǒu)超過0.1%，
 
 
　　因(yin)此平常(chang)做差壓(yā)式孔闆(pan)流量計(ji)的檢定(ding)時，爲求(qiú)方便，密(mi)度的求(qiu)取方式(shi)可采取(qǔ)查表法(fǎ)。
3.4其他因(yin)素對計(ji)量結果(guǒ)的影響(xiǎng)
　　除了上(shang)述幾個(gè)因素，還(hái)有其他(tā)因素會(hui)對差壓(ya)式孔闆(pan)🌈流量計(jì)的計量(liang)結果産(chan)生影響(xiǎng)。
　　例如，流(liú)量量程(chéng)與流量(liàng)計的不(bu)匹配會(hui)使差壓(ya)式孔闆(pǎn)流量計(jì)的計量(liàng)結果偏(piān)離标準(zhun)值，尤其(qí)是當流(liu)量較小(xiǎo)時，使用(yong)大⁉️量程(cheng)❗孔闆流(liu)量計會(huì)造成誤(wu)差，同時(shí)流量積(ji)算儀會(huì)進行小(xiǎo)信号切(qiē)除四]。因(yīn)🥵此，應根(gen)據流體(tǐ)介質的(de)實際情(qing)況選擇(zé)孔闆尺(chǐ)寸、材質(zhì)等各個(ge)方面都(dōu)合适的(de)差壓式(shi)孔闆流(liú)量計。
　　差(chà)壓式孔(kong)闆流量(liang)計的安(an)裝也是(shi)産生誤(wù)差的原(yuán)因之一(yī)♈，主🌐要影(ying)響因素(su)有孔闆(pan)入口直(zhi)角銳利(lì)度的變(biàn)化、孔闆(pan)厚度存(cun).在誤差(chà)、管徑尺(chi)寸不符(fu)、節流件(jiàn)附件等(deng)沒有放(fàng)在中軸(zhóu)線、取壓(ya)的位置(zhi)、孔闆彎(wān)曲、取壓(ya)孔堵塞(sāi)或加工(gong)不規範(fan)、孔闆上(shang)有髒物(wù)沉積🏒、管(guan)線布置(zhi)的偏離(li)、管道粗(cū)糙度的(de)影響等(deng)。這些因(yin)素都将(jiāng)造成流(liu)量系數(shù)發生改(gǎi)變從而(er)與商家(jia)給定的(de)值不🙇‍♀️符(fu)，産生誤(wù)差。孔闆(pan)的正确(què)安裝方(fāng)法是将(jiang)💋其銳面(mian)迎着流(liú)體的方(fāng)向，若安(an)裝相反(fan)，則會使(shi)流量的(de)示值偏(piān)低。上述(shu)誤差均(jun1)由人爲(wei)原因🔞造(zào)成，是可(kě)以控制(zhi)的，也⛷️是(shi)在🍉安裝(zhuang)過程中(zhong)要着重(zhòng)注意的(de)。對于後(hou)期的維(wéi)護工作(zuò)，相關人(ren)員應該(gai)制訂詳(xiang)細的方(fang)案并嚴(yan)格執行(hang)，盡可📱能(neng)延長孔(kǒng)闆流量(liàng)計的使(shi)用壽命(mìng)，提高計(jì)量的正(zheng)确性，減(jiǎn)小計量(liàng)偏差。
　　各(gè)個部件(jiàn)之間因(yin)密封不(bu)嚴謹而(er)産生洩(xiè)露，從而(er)引起介(jie)質通過(guò)孔闆時(shí)差壓變(biàn)送器産(chan)生誤差(cha)，導緻瞬(shùn)時流量(liang)變小，若(ruò)在下遊(you)産生洩(xie)露，則會(huì)導緻瞬(shùn)時流量(liang)變大。
　　當(dang)使用條(tiao)件偏離(li)設計條(tiáo)件時，也(yě)會造成(chéng)結果的(de)偏差。城(cheng)❄️市蒸汽(qì)✌️、燃氣會(hui)出現波(bo)峰波谷(gǔ)的情況(kuang)，突然變(biàn)化的流(liu)速和壓(ya)力造成(cheng)脈🌈動流(liu)的形成(chéng)，從而影(ying)響差壓(yā)式孔闆(pan)流量計(ji)的差😍壓(ya)、壓力及(jí)溫度信(xin)号的準(zhun)确傳遞(dì)。
　　計量裝(zhuang)置的上(shang)遊有很(hěn)多管道(dao)配件，如(ru)彎頭、漸(jian)擴管漸(jiàn)縮管等(děng)🌈，這些配(pei)件稱爲(wèi)阻流件(jian)。當介質(zhì)通過阻(zǔ)流件後(hòu)會産生(shēng)不規則(ze)🤟流動等(deng)現象，這(zhe)些不規(guī)則的流(liú)✏️動會使(shi)差壓式(shì)孔闆流(liu)量計的(de)流出系(xì)💛數偏離(lí)标準🌏值(zhi)。
　　被測介(jiè)質的實(shí)際物理(lǐ)性質測(ce)量存在(zai)不确定(ding)性，如天(tiān)❄️然氣在(zài)運✔️輸的(de)過程中(zhong)爲保障(zhàng)其穩定(ding)性會加(jiā)入其他(ta)物質，這(zhè)些物質(zhi)的加入(rù)會導緻(zhi)被測的(de)天然氣(qì)👈與标準(zhǔn)狀況不(bu)同，使壓(yā)💛縮因子(zi)和密度(dù)等參數(shu)偏離标(biāo)準值，從(cóng)🚩而導緻(zhi)瞬時流(liú)量誤差(chà)的産生(shēng)。
4結束語(yu)
　　從檢定(ding)規程中(zhōng)的計算(suan)公式入(ru)手，确定(dìng)了影響(xiang)差壓式(shì)孔闆流(liu)量計檢(jiǎn)定偏差(cha)的因素(su)有熱膨(péng)脹系數(shu)、流♻️出系(xì)數、孔闆(pǎn)直徑及(jí)密度，最(zui)後通過(guò)介質爲(wei)過熱蒸(zheng)✏️汽的實(shí)際案例(li)💃🏻确定影(yǐng)🏃🏻響.因素(sù)對實際(jì)檢定結(jie)果造成(cheng)的偏差(cha)❤️。得出如(ru)下💘結論(lun):①在差🔞壓(yā)爲0.1倍最(zui)大值時(shí)，熱膨脹(zhang)系數和(he)流出系(xì)數造成(cheng)的相對(duì)誤差最(zuì)大，爲1.84%，随(suí)着差壓(ya)取值逐(zhú)漸接近(jìn)最大值(zhí)，相對誤(wu)差越來(lai)越小。②在(zai)變工況(kuàng)狀态下(xia)，即壓力(lì)爲0.8MPa、溫度(du)爲250℃時，孔(kǒng)闆直徑(jìng)平均❤️線(xian)膨脹系(xi)數造成(cheng)的相對(dui)誤差最(zui)大，爲0.85%。③密(mì)度的取(qu)🔱值方法(fa)有3種，其(qí)中公式(shi)法造成(cheng)的誤差(cha)最小，但(dàn)計算量(liàng)較大，使(shi)用查表(biǎo)法時每(měi)個檢定(dìng)點的相(xiang)對誤差(chà)較小，最(zuì)大相對(dui)💰誤差也(yě)沒有超(chāo)過0.1%，因此(cǐ)平常做(zuò)差壓式(shi)孔闆流(liú)量計的(de)檢定時(shí)，爲方便(biàn)✨，密度求(qiu)取方式(shi)可采取(qǔ)查表法(fǎ)🤩。④其他影(ying)響因素(sù)還有流(liú)量量程(chéng)與流量(liàng)計⭐的不(bú)匹配、孔(kǒng)闆流量(liàng)計的安(ān)裝方式(shì)💜、各個部(bù)件之間(jiān)㊙️産生縫(féng)隙而導(dao)緻的介(jie)質洩露(lù)⛷️、脈動流(liú)的産生(shēng)及阻流(liú)件對介(jie)質流動(dòng)的影響(xiǎng)、被測介(jie)質的實(shi)際物理(li)性質測(cè)量存在(zài)不确定(dìng)性。
　　也有(you)很多不(bú)足之處(chu)，例如隻(zhi)列舉了(le)介質爲(wèi)過熱蒸(zhēng)汽的實(shí)際案例(lì)，而并未(wèi)涉及介(jie)質爲液(yè)體、飽和(he)蒸汽、天(tian)然氣的(de)情況，尤(yóu)其當介(jie)質爲天(tian)然氣時(shi)，密度的(de)計🈲算及(ji)其他影(ying)響因素(su)之間的(de)關系更(gèng)加複雜(zá)，需要有(you)了大量(liàng)數據後(hou)才能進(jìn)一步分(fèn)析。

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