摘要(yao):以差壓流量計(jì) 的選型計算，主(zhu)要針對 孔闆流(liú)量計 進行并解(jiě)讀了相關的國(guó)家标準,運用VC++軟(ruan)件作爲程序開(kai)發的工具,以實(shí)際工程爲例,探(tàn)索了孔闆流量(liàng)計的孔闆直徑(jìng)、直徑比等标準(zhǔn)計算方法與軟(ruǎn)件計算方法。本(ben)文解決了在🔴項(xiàng)目中，用于孔闆(pǎn)流量計采辦的(de)文件如數據表(biǎo)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼和孔闆流量計(ji)計算✂️書等,需要(yao)💞對孔闆的規格(gé)和尺寸進行初(chū)步計算,确定孔(kong)闆的💁孔徑、直徑(jing)比等參數的問(wen)題。将繁瑣的計(jì)算變得方便可(kě)行,計😍算程序簡(jiǎn)練,節省人工時(shi)間,且結果較爲(wei)正确确,方便需(xu)要采取專用的(de)計算軟件數據(jù)表中的工藝參(can)數等進行校核(he)檢驗,完成了一(yi)套孔闆流量計(jì)的選型計算的(de)程序。
　　差壓流量(liang)計是一種測定(ding)流量的儀器。它(ta)是利用流體流(liu)經節流裝置時(shi)所産生的壓力(lì)差與流量之間(jian)存在的一💜定關(guan)系的原理,流量(liàng)的測定通過測(ce)量壓差來實現(xiàn)。在石油、化工、供(gòng)熱、供💋水、冶金、電(dian)力等領域的測(cè)量和過程控制(zhì)都有廣泛的應(yīng)用。流量儀表的(de)兩個功用,在過(guò)程自動化🔅儀表(biao)與裝置中分别(bie)是:測🔞量物料數(shù)量的總量表和(he)過程自動化控(kòng)制系統的檢測(ce)儀表。節流裝🛀置(zhì)的有孔闆、噴嘴(zuǐ)和文丘裏管,它(tā)是在管道中安(an)裝的一個局部(bu)收縮的💞元件。本(běn)文将主要介紹(shao)孔闆流量計的(de)選型計算與程(chéng)序開發。孔闆流(liú)量計可測量氣(qi)體、液體、蒸汽及(ji)天然氣的流量(liàng)。孔闆流量計被(bèi)廣泛應用于🐅煤(méi)炭、化工、建築、交(jiao)通、醫.藥、農業、輕(qing)紡、食品環境保(bǎo)護及🐉人類生活(huo)的各個所需領(ling)域,是發展工業(ye)及農業生産🔆,能(neng)源👅節約,産品質(zhi)㊙️量改進，經濟效(xiào)益提升和管理(li)水平♋提升的重(zhòng)要工具,在國民(min)經濟中占有十(shí)分顯著的地位(wei)。
　　孔闆流量計流(liu)裝置的結構比(bǐ)較簡單,性能可(ke)靠穩定🔞,并且十(shí)分牢固,價格較(jiào)低,使用壽命長(zhǎng),在工業中經常(chang)用到孔闆流量(liàng)計,并能經過嚴(yan)格的校驗檢測(cè),整個加工過程(chéng)均采用國際标(biāo)準。孔闆💘流量計(ji)由于流速增加(jia)可以使靜壓力(lì)變低,壓差即在(zai)節流件前後便(bian)産生了壓力降(jiang),在節流件前後(hou)産生的壓差由(yóu)于介質流動的(de)流量增大而增(zeng)大，因此，通過測(cè)量壓🍓差來衡量(liang)流體流量的大(da)小孔闆流量計(ji)是可以達到🧑🏾‍🤝‍🧑🏼的(de)。這種測量方法(fa)是根據流動連(lián)續性定律和能(néng)量守恒守恒定(dìng)律爲基正确定(dìng)的。
　　孔闆流量計(ji)的節流件前後(hòu)産生的靜壓力(lì)差,該壓力差🆚與(yǔ)流量存在着一(yi)定的函數關系(xì),流量越大,壓力(li)差相應越大🏒。差(chà)壓信号傳送給(gei) 差壓變送器 ,轉(zhuan)換成4~20mA.DC模拟信号(hào)輸出,遠轉給流(liu)量計算儀,實現(xiàn)流♍體流📧量♉的計(ji)🤟量。 質量型流量(liàng)計 ,經過 智能型(xing)差壓變送器 ,自(zi)動補償工況溫(wen)/壓後,實現對流(liú)體質量流量的(de)測量。
　　在設計項(xiang)目中如數據表(biao)和孔闆流量計(jì)算書等文件用(yong)♻️于孔闆流量計(ji)的采辦,需要對(duì)孔闆的規格和(he)尺寸進行初步(bù)計算,确定孔闆(pan)的孔徑、直徑比(bi)等參💞數。其計算(suan)過程較爲複雜(zá),通過🍓人工計💘算(suan)費時費力,且難(nán)以得到正确的(de)結果,需要采取(qu)專用的計算軟(ruan)件。基于如上考(kao)慮,本文解讀了(le)GB/T2624.2-2006對孔闆流量計(ji)進行計算選型(xing)的方法,并通過(guo)VC++語言進行編程(cheng),完成🍓了一套孔(kǒng)闆流量計的選(xuǎn)型計算的,取得(de)了令人滿意的(de)結☀️果。
1孔闆流量(liàng)計的計算方法(fa)
1.1孔闆流量計原(yuán)理
　　如圖1所示流(liú)體流經節流元(yuan)件時的壓力、速(su)度變化情況。從(cóng)圖🔆中可見,沿水(shui)平管靠近流動(dong)到節流元件前(qian)的截面1處的流(liu)體,流束開始收(shōu)縮,靠近管壁處(chu)的流體将向管(guan)道中心加速,而(er)管🚶‍♀️道中心處流(liu)體的壓🔞力開始(shi)下降。由于慣性(xìng)作用,流束的最(zuì)小截面位置💚不(bú)在節流元件處(chù)由于流✨體流過(guò)節流元件後流(liu)束繼續收縮的(de)原因,而在節流(liu)元♊件後的截面(mian)2處♉(此位置随流(liu)量👅大小而變)，此(ci)處流體平均流(liu)速U2最大,壓力‼️p2最(zuì)低。截面2後,流束(shù).逐漸擴大。在截(jié)面3處,流🐅體速度(dù)Uz恢複到節流🎯前(qián)的速度U1(U3=U1),流束又(you)充滿管道。壓力(li)P3不🐪能恢複到原(yuán)來的數值p1,由于(yu)流體流經節流(liú)元♈件時會産生(sheng)漩渦以及❄️鹽城(cheng)的摩擦阻🌈力等(deng)會造成能量損(sǔn)失📞的原因,P1與p3的(de)差值δp=p1-ps稱爲流體(ti)流經節流元件(jian)的壓力損失。
 
1.2節(jiē)流裝置設計計(ji)算分類
　　孔闆流(liu)量計的設計與(yu)制造主要參照(zhào)以下标準:ISO5167Measurementoffluidflow-DifferentialPressureDevices,2003/GB/T2624用👨‍❤️‍👨安(ān)👌裝🐪在⛱️工程項目(mù)設計中,需要根(gēn)據孔闆流量計(jì)所💃安裝的管🏃🏻道(dao)等🐅級,以💘及工藝(yì)專業提供的不(bú)同工況下的流(liú)💚量,對孔🏃‍♂️闆流量(liàng)計進行選型,同(tong)時計算孔闆的(de)孔徑以及Beta系數(shu)。
1.3孔闆流量計孔(kong)徑計算方法
　　一(yi)次裝置安裝在(zài)充滿流體的管(guǎn)線中确立爲測(ce)量原理,裝人一(yi)次裝置後裝置(zhì)的.上遊側與喉(hóu)部或下遊側之(zhi)間産生一個靜(jìng)壓☂️差。假設該裝(zhuang)置與經過校準(zhǔn)的一個裝置幾(ji)何相似且使用(yong)條件相同,據該(gāi)壓差的實測值(zhi)和流動❌流體的(de)特性以及裝置(zhi)的使用環境,從(cóng)而确定流量。
1.3.1流(liú)量計算
　　GB/T2624裏規定(dìng)的不确定度限(xiàn)值,質量流量差(cha)壓的關系符合(he),因此流量公式(shi)可用以下公式(shì)确定。
 
式中:qm-質量(liang)流量,kg/s;
9v-體積流量(liang),m³/s;
C-流出系數;
Ɛ-可膨(péng)脹系數;
β-直徑比(bǐ),β=d/D;
d-節流件開孔直(zhi)徑,m;
D-管道内徑,m;
ρ1-被(bei)測流體密度,kg/m³;
△p-壓(yā)差,Pa。
1.3.2節流裝置開(kāi)孔直徑d和管道(dao)内徑D計算式
d=d20[1+λd(t-20)](3)
D=D20[1+λd(t-20)](4)
式(shi)中:d20-20℃下節流元件(jiàn)開孔直徑;
D20-20℃下管(guan)道内徑;
λd一節流(liú)材料膨脹系數(shù);
λD一管道材料膨(peng)脹系數。
1.3.3流出系(xi)數計算式
　　C爲不(bu)可壓縮流體确(què)定的表示通過(guo)裝置的實際流(liú)量與理論流量(liang)之間關系的系(xi)數,對于給定安(ān)裝條件下的給(gěi)定一次裝置,流(liu)出系數僅與雷(lei)諾數有關。由下(xià)式表示:
 
　　可膨脹(zhàng)系數ε取決于雷(lei)諾數值,也取決(jue)于氣體的壓力(lì)比和等熵指數(shu)值。
　　表示這些變(biàn)化的方法是以(yi)膨脹性(膨脹)系(xi)數乘一次裝⛹🏻‍♀️置(zhi)的流出系數C。流(liu)出系數利用雷(léi)諾數值相同的(de)液體直接校⛹🏻‍♀️準(zhun)後🌂确定。
　　當流體(tǐ)不可壓縮時(液(ye)體),ε等于1,當流體(tǐ)可壓縮時(氣體(ti)),ε小于1。
　　事實表明(míng)ε實際上與雷諾(nuo)數無關。對于給(gei)定一次裝置的(de)給定直徑比,ε隻(zhī)取決于壓力比(bǐ)和等熵指數，因(yīn)✔️此本法是可行(háng)的。
當直接計算(suàn)法不能解題時(shi),需要采用叠代(dai)計算法。
　　以孔闆(pǎn)爲例,始終需要(yao)叠代計算法來(lái)計算。原則是💃把(bǎ)基本.流量方程(chéng)中所有--緻的值(zhi)重新組合在一(yī)個項内,而将未(wèi)知的值組合在(zài)一項内。
　　把已知(zhi)數組合在方程(cheng)的一邊,将未知(zhi)數放在方程🙇🏻的(de)另一邊。
 
(2)計算β1:由(yóu)β0、k、△代入ε公式計算(suan)ε0;由β0、ReD、D代人C公式計(ji)算C0;由C0、ε0、A2代入β公式(shì)計算B0.
(3)計算β2:由β1、k、△代(dai)入ε公式計算ε1;由(you)β0.ReD、D代人C公式計算(suan)C1;由C1、ε1、A2代入β公式計(jì)算β2。
若滿足βn-βn-1<E(一般(bān)E=0.0001),叠代可停止,通(tong)常進行2~3次叠代(dai)即可。
2孔闆流量(liang)計計算程序開(kai)發
　　利用VC++語言将(jiang)上述标準中的(de)計算公式進行(hang)編程,開🏃‍♂️發出一(yī)套孔闆流量計(jì)關鍵參數計算(suan)工具。通過計算(suan)工具得出孔.闆(pǎn)流量計中孔徑(jing)和直徑比等數(shu)值的計算結果(guǒ),并與實際項目(mu)中的計算值進(jìn)行對比，以驗證(zheng)計算工具的🐉正(zhèng)确率。
2.1計算流程(cheng)
　　打開軟件,輸入(rù)孔闆流量計相(xiàng)關已知條件,黃(huáng)色框内爲必填(tián)數據(管道膨脹(zhang)系數、孔闆膨脹(zhàng)系數、管道内徑(jìng)、正常流量工況(kuang)流量🥵、最大流量(liàng)工況流量、密度(dù)、操作黏度、最大(dà)差壓等✊重要工(gōng)藝參數)。程序計(jì)算出操作工況(kuang)下管道内徑,根(gēn)據最大差壓值(zhi)計算出正常流(liú)量工況下的對(duì)應的差壓值。根(gen)據叠代計算法(fǎ)🌈.原把基本流量(liang)方程中所有-緻(zhi)🚶‍♀️的值重新組合(he)在一🌐個項内,而(ér)将未知的值組(zu)合在一項🙇🏻内,計(ji)算出A2。根據流量(liang)計算式确定直(zhí)徑比公式,進行(hang)叠代計算。直至(zhì)😍直徑比之差小(xiǎo)于0.0001,根據直徑比(bi)計算孔徑以及(jí)其他🔅參數,否則(zé)繼續進行叠代(dài)計算。
2.2程序界面(mian)
　　根據某項目孔(kǒng)闆闆流量計數(shu)據表,輸人孔闆(pǎn)流量📞計相關㊙️已(yǐ)知條件,黃色框(kuang)内爲必填數據(jù):管道膨脹系數(shu)🌐、孔闆膨脹系數(shu)、管道❤️内徑、正常(cháng)流量工況流量(liang)、最大流🔆量工況(kuàng)流量、密度、操作(zuo)✂️黏度、最👄大差壓(yā)。程序界面如圖(tú)2。
 
2.3計算結果輸出(chu)及結果對比分(fen)析
　　點擊計算,得(de)到直徑比、流量(liàng)系數、膨脹系數(shù)、計算孔徑等數(shu)值的計算結果(guo)。輸出結果報告(gao),将計算工具的(de)計算結😘果與手(shǒu)動計算♌值進行(hang)對比,結果如表(biǎo)1所示。
 
　　計算工具(ju)輸出結果與手(shǒu)動計算值基本(ben)接近,說明計算(suan)工✊具.正确率較(jiào)高。此程序可以(yi)得到應用。
4結論(lùn)
　　本文運用國家(jiā)标準計算方法(fa),以解決設計項(xiang)目中🏒孔闆流㊙️量(liang)🌈計選型與計算(suàn)完成數據表、計(ji)算書的編制工(gong)☎️作爲💰目标，以實(shi)際項目爲研究(jiū)對象,解讀了GB/T2624.2-2006對(duì)🍓孔闆流量計進(jin)行計算選型的(de)方法,并通過VC++語(yǔ)言進行編程,完(wán)成了一-套孔闆(pan)流量♌計的選型(xing)計算,分析程序(xu)結果與✔️實際項(xiang)目中孔闆流量(liàng)計數據表的結(jie)🌈果一緻性高,精(jing)度高。證明此程(chéng)序的編制至實(shi)現且功能可靠(kao)。
　　較正确完成了(le)孔闆的規格和(hé)尺寸進行初步(bù)計算,确🌏定孔闆(pǎn)的孔徑、直徑比(bi)等參數的問題(tí)。将繁瑣的計算(suàn)♌變得方便可行(háng)，計算程序簡練(lian),節省人工時間(jian)👈,且結果較爲正(zheng)确,方便需要采(cai)取專用的計算(suan)軟件數據表中(zhōng)的工藝參數等(děng)進行校核檢驗(yàn),爲氣電集團技(jì)術研發中心節(jiē)約了成本。
　　但在(zai)運用程序開發(fa)得出軟件計算(suan)孔闆流量計選(xuan)型的🧡結果與實(shí)際項目中的孔(kong)闆流量計選型(xing)結果對比,存在(zai)一定偏差。下一(yi)步将針對程序(xu)結果的正确率(lǜ),對編程進行進(jin)一步修訂。另外(wai)，爲提高程序的(de)功能性,不僅可(ke)實現液體介質(zhì)💃🏻下孔闆流量計(ji)選型結果,還将(jiāng)優化程序,實現(xian)氣體介質下的(de)孔闆流量計的(de)選型計算。

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