摘要(yao):介紹了孔(kǒng)闆差壓式(shì)流量計 測(cè)量水蒸氣(qi)的工作原(yuán)理,對導緻(zhi)孔闆差壓(yā)式流量計(jì)産生測量(liàng)誤差的各(ge)種内.外因(yīn)素進行了(le)分析,并闡(chan)述㊙️了相👈應(ying)的校正補(bu)償方法,爲(wèi)今後孔闆(pan)差壓式流(liú)量計🏃的設(shè)計和使用(yong)提供了借(jie)鑒。
　　目前,國(guó)内外用于(yú)水蒸氣流(liu)量測量的(de)儀表主要(yào)包括: 孔闆(pǎn)流量計 、 渦(wō)街流量計(jì) 、 轉子流量(liang)計 和.彎管(guan)流量計等(děng)儀表。其中(zhong),孔闆差壓(yā)式流量計(jì)是🚶‍♀️國内外(wài)最早得以(yi)研究.試驗(yàn)數據最爲(wei)完善、實踐(jian)經🌐驗最👨‍❤️‍👨爲(wei)豐富、标準(zhun)化程度高(gao)的流量計(jì)，因其結構(gou)簡單、制造(zao)成本較低(dī)、性能🔞比較(jiào)穩💋定、使用(yong)壽命較長(zhǎng)且已标準(zhun)化,因而在(zài)工業上得(de)到了最廣(guang)泛的應用(yòng)。孔闆流量(liàng)計由節流(liú)裝置、一定(dìng)長度的直(zhí)管段、引壓(ya)管、 差壓變(biàn)送器 、 壓力(li)變送器 、 溫(wēn)度變送器(qì) 和流量計(jì)算機等組(zu)成。在使用(yòng)過程中,盡(jìn)可能地減(jian)小🈚流量測(cè)量💋誤差,降(jiàng)低水蒸氣(qi)人爲損耗(hào),對企業的(de)生産經營(ying)🚶‍♀️具有重要(yao)的意義.
1孔(kǒng)闆工作原(yuan)理及誤羞(xiū)補償方法(fa)
1.1孔闆式流(liu)計的工作(zuo)原理
　　 孔闆(pan)式流量計(ji) 采用差壓(yā)式測量方(fang)法對流量(liàng)進行測量(liàng),即在管道(dao)内裝♌人節(jie)流元件一(yī)孔闆。當水(shui)燕氣流過(guo)孔闆時,流(liu)體速度增(zēng)大,壓力減(jiǎn)小，于是在(zai)孔闆的前(qian)後産生差(chà)壓,利用具(jù)有一定設(she)計尺寸的(de)孔闆測📐量(liàng)水燕氣流(liu)量,在保證(zheng)孔闆前後(hòu)有足.夠的(de)直管段等(děng)條件下,孔(kong)闆前後的(de)差壓将随(sui)流量的變(bian)化而變化(huà)，且兩者具(ju)⛱️有确定的(de)關系,因此(cǐ)可以通過(guò)測量差壓(yā)得到水蒸(zheng)♉氣的流量(liang)🏃🏻。根據國标(biāo)GB/T2624:1993,對于标準(zhǔn)節流👣裝置(zhi),差壓△P與流(liú)量q=的函數(shù)關系爲:
 
　　式(shi)中:qm爲質量(liàng)流量,kg/s;C爲流(liú)出系數;D爲(wei)管道内徑(jing),m;e爲節流🏒件(jian)💋正端取壓(ya)口平面上(shàng)的氣體膨(peng)脹系數;d爲(wèi)工作條✨件(jiàn)下節流件(jiàn)的開孔直(zhi)徑,m;ρ爲節流(liú)件人口端(duan)流體密✌️度(dù),kg/m³.
1.2流出系數(shu)C的補償.
　　流(liú)出系數C是(shì)表征孔闆(pǎn)節流裝置(zhì)特性的主(zhǔ)要參數♌,是(shì)雷諾數Re和(hé)β的曬數,它(tā)是一個随(sui)流量變化(hua)的量,其值(zhi)随Re的增大(da)而✏️減小,當(dāng)Re大于--定值(zhi)趨向無窮(qiong)大時,C趨向(xiang)于常數Ck,而(er)孔徑比β越(yue)大,C的變化(huà)幅度☀️也越(yue)大,使C趨向(xiàng)于常數Ck的(de)Re也越大,C與(yu)β和Re之間的(de)定量關系(xi)爲:
 
　　對于給(gei)定的标準(zhǔn)孔闆,當β爲(wèi)常數時,C僅(jǐn)是Re的函數(shù)C=f(Re)。在💔公式(1)中(zhōng),将C用公式(shì)(2)而不是一(yi)個常數來(lái)代替,可提(tí)高計量的(de)精度。
1.3水蒸(zheng)氣膨脹系(xi)數e的補償(chang)
　　差壓式流(liú)量計在用(yong)來測氣體(ti)和蒸氣流(liu)量時，流體(ti)流😍過節流(liú)裝置在節(jie)流件兩邊(biān)都要産生(sheng)一定的差(chà)壓,在節流(liú)件的⛹🏻‍♀️下遊(you)靜壓降低(di),将出現流(liu)東膨脹，流(liú)束的這種(zhong)膨脹💃🏻使得(de)節👄流裝置(zhi)的輸出🌍(差(cha).壓)--輸人(流(liu)量)關系同(tóng)不可壓縮(suo)流體之間(jian)的偏.差。如(ru)🤞果不對這(zhè)種偏差進(jìn)行校正,将(jiang)會導緻流(liú)量.示值偏(piān)高千分之(zhī)🍓幾到百分(fèn)之幾，尤其(qi)是流量在(zai)較.大範圍(wéi)内變化時(shi),産生的誤(wu)🐇差會更大(dà),因此更有(you)必要對其(qí)進行修正(zhèng)。
1.4孔闆流量(liàng)計變更程(cheng)後的修正(zheng)
　　盡管改變(biàn)差壓變送(sòng)器的差壓(yā)範圍是非(fēi)常容易的(de)👄事,但不能(neng)隻對差壓(ya)範圍做調(diào)整就萬事(shì)大吉。.這是(shi)因爲孔闆(pan)流量計量(liàng)❗程變更後(hou),管道中的(de)常用流速(su)等參數将(jiāng)發生🚶變化(hua),流出系數(shù)也相應有(yǒu)所變化,因(yin)此需從已(yǐ)👄知節流裝(zhuāng)置數據(從(cong)❌節流裝置(zhì)計算書查(cha)✉️得)和其他(ta)有🔴關流量(liàng)數據(如:變(biàn)更後的👣流(liu)量上限及(jí)常用流量(liàng))計算💃🏻出新(xīn)的差壓上(shang)限。實踐證(zheng)明,若量程(chéng)縮小後.C和(hé)Ɛ均增大💜,相(xiang)應的♊質量(liang)流量會偏(piān)大。
1.5密度ρ的(de)補償
　　在其(qi)他參數不(bú)變的情況(kuang)下，qm與ρ之間(jiān)的關系爲(wèi):qm=kp√ρ.可以看出(chū),水蒸氣的(de)流量與其(qí)密度的平(píng)方根成正(zhèng)比關系。水(shui)蒸氣是可(ke)壓縮🈲性氣(qì)體,當其壓(ya)力、溫度變(biàn)化時,其密(mì)度🆚将發生(shēng)明顯變化(huà),這将引起(qǐ)流量很大(da)的誤差。實(shi)際流體狀(zhuàng)态(壓力、溫(wēn)度)與流量(liàng)計設計時(shi)的狀态(壓(ya)力、溫度)偏(pian)離造成的(de)相對誤差(chà)可由公式(shì)(3)表示:
 
　　假如(rú)設計孔闆(pan)流量計時(shi)是按照1MPa和(he)285℃所對應的(de)過熱水蒸(zheng)⁉️氣密👨‍❤️‍👨度ρ=4.374kg/m³設(she)計的,則密(mì)度的變化(hua)造成的測(ce)量誤差可(ke)能很大，當(dang)壓力大且(qie)溫度低時(shi),測量值偏(piān)大:當壓力(li)低且溫度(du)💯高時,測量(liàng)值偏小。水(shuǐ)蒸🧑🏽‍🤝‍🧑🏻氣的實(shi)際狀🎯态偏(pian)離孔闆實(shí)際狀态越(yuè)嚴重，所引(yǐn)起的誤差(cha)越大🛀。要補(bu)償密度變(biàn)化所引起(qi)🏃的這種誤(wu)差,就不能(neng)将公式(1)中(zhōng)的ρ以設計(ji)工況下的(de)密度💞來代(dai)人,需要将(jiāng)ρ看作.壓力(lì)和溫度的(de)函數,即ρ=f(P,t)。這(zhe)也就是一(yī)般智能流(liú)量積算儀(yí)均要對過(guo)熱蒸汽進(jin)行壓力溫(wēn)度補償的(de)原因。
1.6孔闆(pǎn)内徑d和管(guǎn)徑D的誤差(chà)補償
　　測量(liàng)水蒸氣流(liu)量時,如果(guǒ)設計工況(kuàng)爲200℃，孔闆内(nei)徑爲㊙️d,則孔(kong)闆内徑🛀在(zai)實際工作(zuò)狀态下的(de)修正公式(shì)爲：
 
　　實際上(shàng)d和D偏離設(she)計值造成(chéng)的後果就(jiu)是流量測(ce)量💘系統的(de)滿度值發(fā)生了變化(hua),如果将d和(he)D的實際值(zhí)測🏃量出來(lái),代入公式(shì)計算出♍與(yǔ)此實際值(zhí)相對應的(de)流量滿度(dù)值,然後用(yòng)新的💞滿度(dù)值代替原(yuan)設計值,置(zhi)人流量顯(xiǎn)示㊙️儀表,則(ze)系統運行(hang)後,尺寸誤(wu)差對測量(liàng)系❓統的影(yǐng)響就能得(dé)到完全🔅的(de)校正，這也(ye)就是每台(tai)流量計在(zai)投入使用(yòng)前進行修(xiū)正♌計算的(de)主要工作(zuo)。
2常見誤差(cha)原因分析(xī)
2.1實際工作(zuo)狀态引起(qi)的誤差
　　标(biao)準孔闆是(shì)按照特定(ding)的已知條(tiao)件進行設(she)計的，但在(zai)工作過程(cheng)中,被測量(liàng)介質的各(gè)種參數(如(rú)溫度、密度(dù)、壓力.黏度(dù)等)與标準(zhǔn)孔💜闆的額(e)定數值有(yǒu)所不同。如(rú)在常溫附(fù)近✔️時,若被(bèi)測量介質(zhi)爲氣體,溫(wēn)度每變✍️化(huà)10℃,氣體的密(mì)度則變化(huà)3%左右;在1個(ge)大氣壓下(xia),被測氣體(tǐ)壓力每變(bian)❄️化10Pa,密度則(ze)變化10%左右(you)。所以在用(yòng)标準孔闆(pǎn)測量氣體(ti)時，必須考(kǎo)慮氣體溫(wen)度和壓力(lì)的💜變化⛷️,以(yǐ)進行适當(dāng)的修💚正。
2.2安(ān)裝不正确(que)引起的誤(wù)差
　　對于标(biāo)準孔闆,爲(wèi)了保證被(bei)測量介質(zhi)流量的精(jīng)度,标準孔(kong)闆一㊙️定按(an)規定要求(qiu)進行正确(què)安裝,否則(ze)将會産生(shēng)一定的測(cè)量誤差㊙️。
(1)孔(kong)闆的銳面(mian)應迎着流(liu)體的方向(xiang),以确保孔(kong)闆的方向(xiàng)💔安裝正确(què)💁。
(2)孔闆的前(qian)端面與管(guan)段軸線應(yīng)保證垂直(zhi),最大傾斜(xié)度應小于(yu)1度。
(3)若工作(zuò)環境的測(ce)量精度要(yào)求較高,爲(wèi)了提高測(ce)量的精度(du)，建議标準(zhǔn)孔闆前後(hou)的直管段(duàn)應盡量采(cǎi)用标準直(zhí)管段,然後(hòu)再與主管(guǎn)道聯接。
(4)新(xīn)安裝的管(guǎn)道在安裝(zhuang)孔闆前,應(yīng)對管道進(jin)行沖洗和(hé)掃線操作(zuò),從而避免(mian)掃線時損(sǔn)傷孔闆的(de)銳面,且管(guǎn)道👉内的雜(za)物在孔闆(pan)前💋後堆積(ji)也會降低(di)測量的精(jing)度。
(5)孔闆在(zai)使用過程(chéng)中,由于受(shòu)被測量介(jie)質溫度的(de)影響,其自(zì)身會産生(shēng)線膨脹,爲(wei)了保證其(qí)端面的平(píng)面度和對(dui)軸🚶線垂直(zhi)度💃🏻,在安✍️裝(zhuang)過程中,要(yao)考慮其工(gong)作過程時(shí)的自由伸(shēn)縮性。
(6)孔闆(pǎn)的密封墊(niàn)片不能伸(shen)入管道中(zhōng),應盡量薄(bao)，一般😍厚✉️度(dù)應㊙️小于0.03D。
2.3孔(kǒng)闆入口邊(bian)緣磨損引(yin)起的誤差(chà)
　　标準孔闆(pan)在使用過(guo)程中，被測(ce)量介質對(duì)孔闆的沖(chòng)刷腐蝕往(wǎng)往🐆會造成(cheng)測量裝置(zhi)的幾何形(xíng)狀和尺寸(cùn)産生不同(tong)👌程度🎯的變(biàn)化。長期使(shi)用後,孔闆(pǎn)邊緣的銳(ruì)角會變鈍(dun),在相同體(tǐ)積❄️的被測(cè)量介質經(jing)過時所産(chan)生的壓差(chà)✍️△p将變小，标(biāo)準孔闆的(de)示值會偏(pian)低,從而引(yin)起測量誤(wu)差,爲了保(bao)證測量的(de)精度，應定(dìng)期對孔闆(pan)🧡進行校驗(yan)，清洗，以減(jian)小對孔闆(pǎn)的沖蝕和(hé)污物堆積(ji)。
2.4引壓管路(lu)安裝不當(dang)引起的測(ce)量誤差
　　引(yǐn)壓管路應(ying)垂直或傾(qing)斜安裝，其(qi)傾斜度應(ying)大于1:12,在引(yǐn)壓管路🈲的(de)安裝過程(chéng)中,應保證(zhèng)彎曲處圓(yuan)滑過渡,彎(wan)曲✊半徑♋應(ying)大于引壓(yā)管🛀🏻外徑的(de)5倍，在測量(liàng)不同的介(jie)質時,引壓(yā)管📧的長度(dù)和内徑要(yao)符合🈲安裝(zhuāng)規定的要(yao)求。
2.5引壓管(guan)路堵塞引(yǐn)起的測量(liàng)誤差
　　标準(zhǔn)孔闆在使(shi)用過程中(zhōng),要保證其(qi)引壓管暢(chang)通,避免堵(dǔ)塞,放❤️空閥(fá)、三閥組.腰(yao)式法蘭及(jí)連接件的(de)密封🔞性能(neng)應保證處(chù)于良好狀(zhuang)态,不能有(you)洩漏。爲了(le)減少此類(lèi)誤差，平時(shi)應加強管(guǎn)理.提高操(cao)作人員的(de)素質🔆,在使(shi)用過程中(zhōng),操作人員(yuan)應做好系(xì)統的檢修(xiu).維護🐆和保(bǎo)養工作,延(yan)長其使用(yòng)壽命,從而(ér)減小測量(liàng)誤差的産(chǎn)生。
3結語
　　使(shǐ)用孔闆差(chà)壓式流量(liang)計測量水(shui)蒸氣的流(liu)量涉及一(yi)系列的問(wen)🎯題,包括檢(jian)測裝置、顯(xian)示裝置.前(qián)後直管段(duàn)以及輔助(zhù)設備等,要(yao)保證水蒸(zhēng)氣流量測(cè)量的精度(dù),必須做到(dào)合理選型(xíng)，正确安裝(zhuang)與調試，及(jí)時維護與(yǔ)保養,并對(dui)測量部分(fèn)可能引人(ren)的誤差進(jìn)行适當🔆的(de)補償和校(xiào)正。因爲在(zai)使📧用過程(chéng)中,當流量(liang)和壓力🥵波(bō)動較大時(shi),從流量系(xì)數與流東(dōng)膨脹系數(shù)所引人🐕的(de)系統誤🔅差(chà)較大,另外(wai)孔闆長期(qi)運行後銳(ruì)角會變鈍(dun)、幾何尺寸(cùn)會發生變(biàn)化,系統的(de)測量精度(du)就會下降(jiàng),有時甚至(zhi)無法進行(hang)正常測量(liàng)，所以平時(shi)應🙇‍♀️加強管(guan)理,盡量減(jiǎn)小測🌍量誤(wù)差的産生(sheng)。

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