0引言
氣體(ti)轉子流量計
溫(wēn)度壓力補正公(gong)式由流量的基(jī)本公式與流量(liang)狀态☀️的換♉算公(gōng)式及理想氣體(ti)狀态議程推導(dao)而來。根據所計(ji)量氣體流量的(de)狀态(标準狀态(tài)或工作狀态)不(bu)同,其溫度壓力(li)補正系數也不(bu)相同,互爲倒數(shù)關系。
目前在對(duì)氣體轉子流量(liang)計計量和使用(yòng)過程中,對溫度(dù)✌️壓力☂️補正存着(zhe)認識上的差異(yì),從而在實際工(gōng)作中經常碰到(dào)過一些因認識(shi)上的差異而導(dao)緻一些不必要(yào)的錯🌈誤,以及🙇🏻時(shí)常走彎路的現(xiàn)象,現将對這一(yī)問題的認識與(yu)🏃♀️體會提出來以(yi)供大🌈家商榷。
1問(wen)題的提出
大家(jiā)都知道氣體轉(zhuan)子流量計的刻(kè)度流量爲标準(zhun)狀态⛹🏻♀️下的🛀流量(liang)(即流量計的氣(qi)體絕對壓力在(zài)101325Pa和流量計⭐的氣(qi)體溫🚶♀️度在20.0℃時的(de)流量),而我們在(zài)實際的檢定工(gong)作🤩中,由于溫度(du)和壓力都😍是可(kě)變🔴量。因而在檢(jiǎn)定或使用過程(chéng)中溫度和壓力(lì)🤞不可能與氣體(tǐ)轉子流量計的(de)刻度狀态保持(chi)🚶一緻。根據氣體(ti)狀态方程⚽可知(zhi),我們在檢定氣(qì)體轉子流量計(jì)時就必須對其(qí)溫度和壓力進(jìn)行補正。根據國(guo)家檢定規程JG 257中(zhong)對檢定氣體轉(zhuan)子流量計🌈的示(shi)值修正在氣體(ti)🌈溫度和壓力改(gǎi)變時給出了氣(qì)體轉子流量計(ji)的補正公式爲(wèi):
式中: qv爲轉子流(liú)量計在刻度狀(zhuàng)态下的實際流(liú)量; Vs爲排出(流入(rù))裝置内的氣體(ti)體積;T爲排出(流(liú)入)的時間☀️; pn, ps, pm分别(bié)爲标準狀态下(xià),裝置内和流量(liang)計前的氣體絕(jué)對壓力, pn= 101325Pa; Tn, Ts, Tm分别爲(wèi)标準狀态下,裝(zhuāng)🔱置内和流量計(ji)前的氣體熱力(li)學溫度, Tn= 293.15K。
公式(1)如(rú)何推導而來?并(bìng)且實際應用時(shi)又應該注意哪(na)些問題?我㊙️們以(yi)容積法爲例進(jin)行探讨。
2公式的(de)推導
根據流體(ti)的連續性方程(chéng)與伯努利方程(cheng)可知一定質量(liang)☁️的氣體🏃♀️流經标(biāo)準裝置和流經(jīng)氣體轉子流量(liàng)時的🚩關系爲
式(shi)中: Vm爲排出(流入(rù))氣體轉子流量(liàng)計内的氣體體(ti)積。則
根據瞬時(shi)流量公式可知(zhi):
将公式(3)帶入公(gong)式(4)得
根據轉子(zǐ)流量計的工作(zuò)原理可知:
設轉(zhuǎn)子的流量常數(shù)爲a(以下公式分(fen)别爲: aN和am);錐管内(nèi)徑🌈爲🌐Df;錐💁管的錐(zhui)角爲φ;浮子的體(tǐ)積爲Vf;浮子的密(mi)度爲ρf;浮子停留(liú)的高度爲h;轉子(zi)㊙️的氣體密度爲(wei)ρ(以下公式分别(bie)爲㊙️ρN和ρm)
式中: qn爲轉(zhuan)子流量計在标(biāo)準狀态下的實(shí)際流量; qm爲轉子(zi)流量計在實際(ji)工作狀态下的(de)實際流量。
由(7)÷ (6)得(dé)
當被測流體的(de)粘度與标定介(jie)質的粘度相差(cha)不大時,aN≈ am。因ρf≥ ρN和ρm,所(suǒ)🌐以ρf-ρN≈ ρf-ρm,則公式(8)可簡(jiǎn)化爲
式中: KN爲轉(zhuǎn)子流量計在标(biāo)準狀态下的氣(qi)體壓縮系數👣; Km爲(wei)轉子流量計在(zai)實際工作狀态(tai)下的氣體壓縮(suō)系數。
在壓力較(jiao)低﹑理想氣體假(jia)定成立的範圍(wéi)内,氣體壓縮系(xì)數🧡≈ 1,即Kn≈ Km,則公式(10)可(kě)簡化爲
由(16)式可(kě)知當氣體的溫(wēn)度壓力變化時(shi)其流量也随之(zhī)發生改變,既氣(qi)體的密度也随(suí)之發生改變。
3應(yīng)用
綜合上述檢(jiǎn)定氣體轉子流(liú)量計時溫度壓(yā)力補正⭕公😍式,可(kě)以🔞得📱出以下結(jie)論:可知當氣體(ti)的溫度壓力🈲變(bian)化時其流量也(ye)随之發生改變(biàn),既氣體的密度(du)也随之發生改(gai)變。在選擇氣體(tǐ)流量的溫度壓(ya)力補正🐆公式,要(yào)依據氣體轉子(zi)流量計所選定(ding)的刻度狀态而(ér)定,在實際的氣(qì)體流量計量中(zhōng),通常👅所計量的(de)是☁️标準狀态下(xia)(0℃ ,101.325kPa及20℃ , 101.325kPa)的氣體體積(ji)流量,這一點應(ying)引起大家的重(zhong)視,否則謬之大(dà)矣。同時得注意(yi)補正的溫度🐉和(hé)壓力的類别,溫(wēn)度🌂爲氣體的氣(qì)體熱力😘學溫度(du)即爲攝氏溫🐇度(du)+ 273.15,壓力爲氣體絕(jué)對壓力即檢定(ding)時🌈的大🈲氣壓力(li)+表壓,這一點大(da)家♌在檢定過程(cheng)中必須也得⭕非(fēi)常清楚;由于流(liú)量和壓✏️力的單(dan)位有許多種,在(zai)檢定的同時還(hái)必須注意各參(can)數的🐉換算單位(wei)必須保持一緻(zhi);以☂️及在測量壓(yā)力時必須注意(yi)測量壓力的管(guan)徑應與被測對(dui)象的管徑一緻(zhi),若兩者之間的(de)差♉異較大時會(huì)造成流量壓力(lì)測量不真實,導(dao)緻壓力補正的(de)結果與實際出(chū)現偏差。總之在(zai)檢定過程中🔱若(ruo)不注意以上的(de)因數,将最終導(dao)緻流量的計算(suàn)結🏃🏻果值與實際(jì)值之間産生較(jiao)大的誤差🏃,從而(er)影響測💋試結果(guo)的🤞真實性和量(liang)值傳遞的可靠(kào)性。
4使用
氣體轉(zhuan)子流量計在實(shi)際使用的狀态(tài),往往與刻度狀(zhuang)态不同。因此,使(shǐ)用時讀取的流(liú)量示值,并不是(shi)流過流量計的(de)流體的真實流(liu)量,必須對使用(yòng)的狀态👅進行修(xiu)正,才能得到真(zhēn)實的流量。
轉子(zǐ)流量計在使用(yòng)狀态下的流量(liàng)示值按公式(12)計(jì)算;轉子流量⭐計(ji)在标準狀态下(xià)的流量示值,由(you)公式(2)和公式(12)可(ke)💃得
式中: q0爲轉子(zǐ)流量計在标準(zhǔn)狀态下的流量(liàng); qn爲轉子流量計(ji)的刻度流量。
5結(jie)束語
随着流量(liàng)測試技術的不(bú)斷發展和各種(zhǒng)新型的流🏃♀️量計(ji)的廣🐅泛🔆應用,使(shǐ)流量測量向精(jing)度佳、智能化方(fang)向發展。這就爲(wèi)我們✌️的檢定工(gōng)作提出了新的(de)要求,而且大部(bù)分的流量計在(zai)檢定時都會✂️存(cun)在溫度壓力補(bǔ)正。作爲檢定工(gōng)作者不僅要懂(dong)得如何檢定,更(geng)應知道檢定過(guò)程中溫度壓力(li)補正公式是如(ru)何而🐇來。隻有這(zhe)樣☂️才能從本質(zhi)上分析問題,更(geng)加快捷處理檢(jiǎn)定工作中出現(xian)的問題。進一步(bù)提高我們的計(jì)量水平,爲擴大(dà)再生産提供有(you)力的技術保障(zhàng)和支持。
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