摘要：液氨計量表(biǎo)示值誤差,主要受(shòu)液氨介質在流經(jing)計量表時産生汽(qì)化形成氣液二相(xiàng)流的影響。對研制(zhi)的液氨計量表在(zai)出口處設置節流(liú)孔闆
以建立背壓(yā)、提高和維持液氨(an)的液相壓力、降低(dī)示值誤差進行了(le)理論分析、試驗設(shè)計和探索性試驗(yan)，建立了壓力與節(jie)流孔徑間的函數(shù)關系式和壓力随(suí)節流孔徑變化率(lǜ)的函數式。通過對(duì)二種介質(水、液氨(an))的計量試驗檢測(cè)和數據處理分析(xī)，得出了影響液氨(an)計量表主要性能(néng)指标(示值誤差及(ji)壓力損失}的關鍵(jian)因素的主次，優水(shui)平、優水平組合及(jí)置信度。
液氨計量(liang)表是液氨氨化稭(jie)稈系統中用于計(jì)量施用液氨量的(de)儀表，如圖1所示。其(qi)中計量表1,2是用于(yu)計量灌注量、計量(liàng)表3，4是用子計量施(shī)用量。
氨的液相氣(qi)相狀态受溫度、壓(yā)力的影響而變化(huà).氨的液相氣相狀(zhuang)态平衡圖[2如圖2所(suo)示。
1提高液氨計址(zhi)表計量精度的技(ji)術措施
液氨計量(liàng)表的計量精度以(yǐ)計量示值誤差δ表(biao)示，即
式中.V示爲計(jì)量表的示值,V标爲(wei)通過計量表的實(shi)際值(标準量器的(de)值)。
1.1問題的提出
影(yǐng)響液氨計量表示(shì)值誤差的主要因(yin)素.-是液氨介質在(zài)流經計量表頭的(de)過程中,因管路中(zhong)壓力減小，環境溫(wen)度變化,使得部分(fen)液氨發生汽化形(xíng)成氣液二相流,且(qiě)汽化的速率與壓(ya)力減小和溫度增(zēng)高呈正相關。液氨(an)與氣氨的密度比(bi)或體積變化比爲(wèi)1:10001,緻使計量表示值(zhi)誤差δ值很大;二是(shì)因計量表頭内部(bù)通道、管路流線方(fāng)向與流通斷面突(tū)變,造成介質流動(dong)狀态出現紊流、渦(wō)旋流等.使計量表(biao)流量變送器運動(dong)狀态不穩定而影(yǐng)響計量表的示值(zhi)誤差δ。
1.2技術措施與(yǔ)理論分析
防止液(yè)氨汽化常用的方(fang)法有溫度補償法(fa)(設置冷凝器、保溫(wēn)層)和壓力補償法(fǎ)(采用節流孔闆)，以(yǐ)保持液氨介質流(liu)的液相溫度和液(yè)相壓力。
本課題研(yán)制的液氨計量表(biǎo),在其出口處設置(zhì)節流孔闆(圖3),以建(jiàn)立背壓來提高保(bǎo)持計量表頭及之(zhi)前管路中液氨介(jiè)質流的液相壓力(li)，防止了液氨在流(liú)經計量表頭過程(cheng)中發生汽化生成(cheng)氣液二相流、并且(qie)改善了介質流在(zài)計量表頭内流動(dòng)狀态、減小了計量(liang)表的示值誤差(δ≤±4%)。
爲(wei)了理論分析的便(biàn)利,根據實際工況(kuàng)的要求。液氨介質(zhì)流可以認同爲一(yī)元穩定流.即流量(liàng)Q=C;取液氨的密度ρ=(1.6g/cm³(在(zai)10~40C.壓力0.5~1.5MPa);表頭進管直(zhi)徑d1爲定值，節流孔(kǒng)闆孔徑d2可調換，分(fen)别爲d2=2.5mm，3.5mm，4.5mm，5.5mm。
對過流斷面(miàn)1-1和2-2處列伯努利方(fāng)程式
(6)式給出了壓(ya)力p2·p2:随節流孔徑d:變(bian)化率的關系式。
由(yóu)(4)和(6)式可知，利用節(jie)流孔闆提高和保(bao)持計量表頭及之(zhi)前管路内的流體(tǐ)壓力.可以維持液(ye)氨的液相壓力，阻(zu)止汽化，提高計量(liang)精度，這在計量表(biao)的試驗中得以驗(yàn)證。
2試驗方案與試(shi)驗
2.1試驗方案
液氨(ān)計量表的主要性(xìng)能指标有:計量示(shi)值誤差δ,節流孔闆(pǎn)前後壓力差△p.影響(xiang)性能指标的因素(sù)和水平見表1。
利用(yòng)混合型正交表L6(4。2*)進(jin)行正交試驗設計(ji).正交試驗方案見(jiàn)表2。
2.2試驗與試驗結(jie)果分析
計量表性(xing)能試驗分别用水(shuǐ)和液氨爲計量介(jie)質進行試驗測定(ding)，分爲試驗I和試驗(yan)I。
2.2.1試驗I及結果分析(xi)
試驗根據表2的方(fāng)案，參照“GB778一-84”中的有(you)關條款，用水進行(háng)試驗測定。試驗地(dì)點在某水表廠試(shi)驗檢測中心(國家(jiā)二級計量檢測單(dān)位)。公稱流量Qw=0.24m³/h.用水(shuǐ)量.爲20L.測定三個流(liu)量點即0.5Qm,Qw,2Qw,試驗管網(wang)壓力爲0.42MPa.試驗台精(jīng)度0.2%m³/h，試驗室環境溫(wēn)度20℃，試驗數據表略(lue)。示值誤差最大值(zhí)δmax=+1.2%，最小值δmin=0.0%，示值誤差(cha)平均值δ=+0.45%;壓力差最(zui)大值△pmax>0.42MPa.最小值△pmax=0.01MPa,壓力(li)差平均值△p=0.085MPa。
計量表(biao)的示值誤差δ值遠(yuǎn)小于"GB778-84”中的标準值(zhí)±5%~±2%,試驗結果表明，在(zài)計量表出口處設(she)置節流孔闆能良(liáng)好地改善介質流(liu)在計量表頭内的(de)流動狀态。
對試驗(yan)I的數據利用極差(chà)與方差分析法處(chù)理，得出試驗I的分(fen)析結論如表3所示(shi)。
2.2.2試驗II及結果分析(xi)
根據表3中的優水(shui)平及優水平組合(hé)，用液氨進行實際(ji)工況試驗，檢測液(ye)氨計量表示值誤(wù)差和壓力差。試驗(yan)地點在河北柏鄉(xiāng)縣液氨站，試驗設(she)備有液氨槽車和(hé)液氨鋼瓶等，液氨(an)槽車内溫度30℃，環境(jing)溫度29~30℃。标準量器編(bian)号及精度等級:磅(pang)秤(02000002)2級。試驗結果見(jiàn)表4。
試驗II表明示值(zhí)誤差值小于示值(zhi)誤差限(±4%)、示值誤差(cha)最大值δmax=4.0%,最小值Δmin=0.57%,示(shì)值誤差平均值δ=2.04%;壓(yā)力差最大值△pmax=0.4MPa,最小(xiao)值△pmax= 0.23MPa,壓力差平均值(zhí)△p=0.33MPa.
3結論.
(1) 通過對二種(zhǒng)介質(水、液氨)的試(shi)驗檢測驗證，利用(yong)節流孔闆在計量(liang)表出口處建立背(bèi)壓可提高和維持(chi)液相壓力，能很好(hao)地阻止液氨發生(sheng)汽化，并能良好地(di)改善介質在計量(liang)表頭内的流動狀(zhuàng)态以提高計量精(jīng)度。
(2) 計量表性能指(zhǐ)标的優結構參數(shù)爲:表芯型号20C，節流(liu)孔闆直徑爲中5~中(zhong)6。
(3)通過液氨試驗，發(fa)現表芯材料ABS工程(chéng)塑料耐液氨腐蝕(shí)性差，且腐蝕速率(lü)與液氨壓.力呈正(zheng)相關，腐蝕呈溶化(huà)蠕變狀，顔色呈黃(huáng)色或焦黃色。改用(yong)耐液氨腐蝕性強(qiang)的材料，如聚三氟(fu)氯乙稀、聚全氟乙(yǐ)丙稀、聚偏二氟乙(yi)稀或尼龍。
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