摘(zhāi)要:介紹了孔(kong)闆差壓式流(liu)量計 測量水(shui)蒸氣的工作(zuò)原理,對導緻(zhì)孔闆差壓式(shi)流量計産生(sheng)‼️測量⭐誤差的(de)各種内.外因(yin)素進行了分(fèn)析,并⛷️闡述⛷️了(le)相應的校正(zheng)補償方法,爲(wei)今後孔闆差(chà)壓式流量計(ji)的設計和使(shi)用提供了借(jie)鑒。
　　目前,國内(nei)外用于水蒸(zhēng)氣流量測量(liang)的儀表主要(yao)包㊙️括: 孔闆流(liú)量計 、 渦街流(liu)量計 、 轉子流(liu)量計 和.彎管(guan)流量計等儀(yi)表。其中,孔闆(pan)差壓式流量(liàng)計是國内外(wài)最早得以研(yán)究.試驗數據(ju)最爲完善、實(shí)踐經驗最🤟爲(wei)豐富、标準化(hua)程度高的流(liú)量計，因其結(jié)構簡單、制造(zào)成本較低、性(xìng)能比較穩🌈定(dìng)、使用壽命較(jiào)長且🤩已标準(zhun)化👨‍❤️‍👨,因而在工(gong)業上得到了(le)最廣泛的應(yīng)用。孔闆流量(liàng)計由節流裝(zhuāng)置、一👣定長度(dù)的直管段、引(yin)壓管、 差壓變(biàn)送器 、 壓力變(bian)送器 、 溫度變(bian)送器 和流量(liàng)計算機等組(zu)成。在使用過(guo)程中,盡可能(néng)地減小流🏃量(liang)測量誤差,降(jiàng)低水蒸氣人(ren)爲損耗,對企(qi)業的生産🌈經(jīng)營具有重要(yao)的意💜義.
1孔闆(pǎn)工作原理及(ji)誤羞補償方(fāng)法
1.1孔闆式流(liú)計的工作原(yuan)理
　　 孔闆式流(liu)量計 采用差(chà)壓式測量方(fāng)法對流量進(jin)行測量,即在(zài)管道内裝☔人(ren)節流元件一(yī)孔闆。當水燕(yàn)氣流過孔闆(pan)時,流體速度(dù)增👣大,壓👨‍❤️‍👨力減(jian)小，于⛷️是在孔(kǒng)闆的前後産(chan)生差壓,利用(yong)具有一定設(shè)計尺寸的孔(kǒng)闆測💘量水燕(yàn)氣流量,在保(bao)證孔闆前後(hòu)有足.夠的直(zhi)管段等條件(jian)下,孔闆前後(hòu)的差壓将随(suí)流量的變化(hua)而變化，且兩(liang)者具有确定(dìng)的關系,因此(ci)可以通過⭐測(ce)量差壓得到(dao)水蒸氣的流(liu)量。根據國📱标(biāo)GB/T2624:1993,對于🔴标準節(jiē)流裝置,差壓(yā)△P與流量🌈q=的函(han)數關系爲:
 
　　式(shì)中:qm爲質量流(liú)量,kg/s;C爲流出系(xì)數;D爲管道内(nèi)徑,m;e爲節流件(jian)正端取🈲壓口(kou)平面上的氣(qi)體膨脹系數(shù);d爲工作條件(jian)下節流件的(de)開孔直徑,m;ρ爲(wei)節流件人口(kǒu)端流體密🐕度(du),kg/m³.
1.2流出系數C的(de)補償.
　　流出系(xi)數C是表征孔(kǒng)闆節流裝置(zhi)特性的主要(yao)參數,是🛀雷諾(nuo)數🏃🏻‍♂️Re和β的曬數(shu),它是一個随(sui)流量變化的(de)量,其值随🔴Re的(de)增大而減小(xiao),當Re大❌于--定值(zhí)趨向無窮大(da)時,C趨向于常(chang)數Ck,而孔徑比(bǐ)β越大,C的變化(hua)幅度也越大(dà),使C趨💜向于常(cháng)數🔆Ck的Re也越大(dà),C與β和Re之間的(de)定量關系爲(wei):
 
　　對于給定的(de)标準孔闆,當(dāng)β爲常數時,C僅(jǐn)是Re的函數C=f(Re)。在(zai)公式(1)中,将C用(yong)㊙️公式(2)而不是(shì)一個常數來(lái)代替,可提高(gāo)計量的精度(dù)。
1.3水蒸氣膨脹(zhang)系數e的補償(cháng)
　　差壓式流量(liang)計在用來測(cè)氣體和蒸氣(qì)流量時，流體(tǐ)流過節流👄裝(zhuang)✂️置在節流件(jian)兩邊都要産(chan)生一定的差(cha)♍壓,在節流件(jiàn)的下遊🚶‍♀️靜壓(yā)🙇‍♀️降低,将出現(xiàn)流東膨脹，流(liú)束的這種膨(peng)脹💘使得節流(liu)裝置的輸出(chu)(差.壓)--輸人(流(liu)量)關系同不(bú)可壓縮流體(ti)之間的偏.差(chà)。如果不對這(zhe)種偏差進行(háng)校正,将會導(dao)緻流量.示值(zhi)偏高千分之(zhī)幾到百分之(zhi)幾，尤其是流(liú)量在較.大範(fàn)圍内變化時(shí),産生的誤👄差(cha)會更大,因此(ci)更有必要對(duì)其進行修正(zhèng)。
1.4孔闆流量計(ji)變更程後的(de)修正
　　盡管改(gai)變差壓變送(sòng)器的差壓範(fàn)圍是非常容(róng)易的事,但不(bú)能隻對差壓(ya)範圍做調整(zhěng)就萬事大吉(ji)。.這是因爲孔(kǒng)闆流量計量(liàng)程變更後,管(guǎn)道中的常用(yòng)流速等參數(shu)将發生變化(huà),流出系數也(ye)相應🈲有所變(biàn)化,因💁此需從(cong)已知節流裝(zhuāng)置數據(從♍節(jie)流裝置計算(suan)書查得)和其(qí)他有關流量(liang)數據㊙️(如:變更(geng)後的流量上(shang)限及常用流(liú)量)計算出新(xin)的差壓上🏃🏻‍♂️限(xian)。實踐證明,若(ruò)量程🙇🏻縮小後(hou).C和Ɛ均增大,相(xiàng)應的質量流(liu)量會偏大。
1.5密(mì)度ρ的補償
　　在(zài)其他參數不(bú)變的情況下(xià)，qm與ρ之間的關(guān)系爲:qm=kp√ρ.可以看(kan)出,水蒸氣的(de)流量與其密(mì)度的平方根(gen)成正比關系(xi)。水蒸氣是可(ke)壓縮性氣體(ti),當其壓力、溫(wen)度變化時💔,其(qi)密度将發生(sheng)明顯變化,這(zhe)将引起流量(liàng)很大的誤差(cha)。實際流❤️體狀(zhuang)态(壓力、溫度(dù))與流量計設(shè)計時的狀🌏态(tài)(壓力、溫度)偏(piān)離造成的♈相(xiang)對誤差可👣由(yóu)公式(3)表示:
 
　　假(jiǎ)如設計孔闆(pan)流量計時是(shì)按照1MPa和285℃所對(duì)應的過熱🔞水(shui)❓蒸氣密度🔞ρ=4.374kg/m³設(shè)計的,則密度(dù)的變化造成(chéng)的測量誤差(cha)可能很⭐大，當(dang)壓力大且溫(wen)度低時,測量(liang)值偏大:當壓(ya)力低且溫度(dù)高時,測量值(zhí)偏小。水蒸氣(qi)的實際狀态(tài)偏離孔🈚闆實(shí)際狀态越嚴(yán)重，所引起的(de)誤差越大💃🏻。要(yào)補償密度變(bian)化所引起的(de)這種誤差,就(jiu)不能将公式(shi)(1)中的ρ以設計(jì)工況下的密(mi)度來代人,需(xu)要将ρ看作.壓(yā)力和溫度的(de)函數,即ρ=f(P,t)。這也(ye)就是一般智(zhi)能流量積算(suan)儀均要對過(guò)熱蒸汽進行(hang)壓力溫度補(bu)償的原因。
1.6孔(kong)闆内徑d和管(guǎn)徑D的誤差補(bǔ)償
　　測量水蒸(zhēng)氣流量時,如(ru)果設計工況(kuang)爲200℃，孔闆内徑(jìng)爲d,則💘孔闆内(nèi)徑在實際工(gōng)作狀态下的(de)修正公式爲(wei)：
 
　　實際上d和D偏(piān)離設計值造(zao)成的後果就(jiù)是流量測量(liàng)系統的滿度(dù)值發生了變(bian)化,如果将d和(hé)D的實際值測(ce)量出來,代入(rù)公👣式計♍算出(chū)與此實際值(zhi)相對應的流(liu)量滿度值,然(rán)後🛀用新的滿(mǎn)度值代替原(yuan)♉設計值,置人(rén)流量顯示儀(yi)表,則系統運(yùn)行後,尺寸誤(wù)差對測量系(xì)統的影響就(jiu)能得到完全(quán)💋的校正，這也(yě)就是每台流(liú)🏃‍♂️量計在投入(ru)🛀使用前進行(hang)修正計算的(de)主要工🚩作。
2常(cháng)見誤差原因(yīn)分析
2.1實際工(gong)作狀态引起(qi)的誤差
　　标準(zhun)孔闆是按照(zhao)特定的已知(zhi)條件進行設(shè)計的，但在工(gong)作🏃🏻‍♂️過程㊙️中,被(bei)測量介質的(de)各種參數(如(ru)溫度、密💋度、壓(yā)📱力.黏度等)與(yǔ)标準孔‼️闆的(de)額定數值有(you)所不同。如在(zai)常溫附近時(shi),若被測量介(jie)質爲氣體,溫(wen)度每變化10℃,氣(qi)體的密度則(zé)變化3%左右;在(zai)1個大氣壓下(xia),被測氣體壓(ya)力每變⛹🏻‍♀️化10Pa,密(mi)度則變化10%左(zuo)右。所以在用(yòng)标準孔✍️闆測(cè)量氣體時，必(bi)須考慮氣體(tǐ)溫度和壓力(lì)的變化,以進(jin)行适當的修(xiu)正。
2.2安裝不正(zhèng)确引起的誤(wù)差
　　對于标準(zhun)孔闆,爲了保(bao)證被測量介(jie)質流量的精(jing)度❌,标👉準孔闆(pǎn)一定按規定(dìng)要求進行正(zhèng)确安裝,否則(zé)将會産生一(yi)定的測量誤(wu)差。
(1)孔闆的銳(ruì)面應迎着流(liu)體的方向,以(yǐ)确保孔闆的(de)方向安裝正(zheng)确。
(2)孔闆的前(qian)端面與管段(duàn)軸線應保證(zhèng)垂直,最大傾(qing)斜♈度應小于(yu)⭕1度🌈。
(3)若工作環(huan)境的測量精(jing)度要求較高(gao),爲了提高測(ce)量的精💔度，建(jiàn)議标準孔闆(pan)前後的直管(guan)段應盡量采(cai)用标準直管(guǎn)段,然後再與(yu)主管道聯接(jie)。
(4)新安裝的管(guan)道在安裝孔(kong)闆前,應對管(guǎn)道進行沖洗(xǐ)和掃🧑🏽‍🤝‍🧑🏻線操作(zuo),從而避免掃(sǎo)線時損傷孔(kong)闆的銳面,且(qiě)🏒管道内的雜(za)物在孔🐪闆前(qián)✂️後堆積也會(hui)降低測量的(de)精度。
(5)孔闆在(zài)使用過程中(zhong),由于受被測(cè)量介質溫度(dù)的影響✔️,其自(zì)身會産生線(xiàn)膨脹,爲了保(bǎo)證其端面的(de)平面度和對(duì)軸線垂直度(dù),在安裝過程(chéng)中,要考慮其(qí)工作過程時(shi)的自由伸縮(suo)性。
(6)孔闆的密(mì)封墊片不能(neng)伸入管道中(zhong),應盡量薄，一(yi)般厚度應🐇小(xiao)于0.03D。
2.3孔闆入口(kǒu)邊緣磨損引(yin)起的誤差
　　标(biāo)準孔闆在使(shi)用過程中，被(bei)測量介質對(dui)孔闆的沖刷(shua)腐蝕往往會(huì)造成測量裝(zhuāng)置的幾何形(xing)狀和尺寸産(chan)生不同程度(du)的變化。長👅期(qī)使用後,孔闆(pan)邊緣的銳角(jiao)會變鈍,在相(xiang)🈲同體積的被(bèi)測量介質經(jīng)過時所産生(shēng)的壓差△p将變(biàn)小，标準孔闆(pan)的🈲示值會偏(pian)低,從而引🚶‍♀️起(qi)測量誤差,爲(wèi)了保證測量(liàng)的精度，應定(dìng)期對孔闆進(jìn)行校驗，清洗(xi)，以減小對孔(kǒng)闆📱的沖蝕和(hé)污物堆積♋。
2.4引(yin)壓管路安裝(zhuāng)不當引起的(de)測量誤差
　　引(yin)壓管路應垂(chuí)直或傾斜安(ān)裝，其傾斜度(du)應大于1:12,在✔️引(yǐn)🛀壓管路的安(ān)裝過程中,應(ying)保證彎曲處(chù)圓滑過渡✂️,彎(wān)曲❗半徑👅應大(dà)📞于引壓管外(wai)徑的5倍，在測(ce)量不同的介(jie)質時,引壓管(guan)的長度和内(nèi)徑🛀🏻要符合安(an)裝規定的🏃🏻‍♂️要(yao)求。
2.5引壓管路(lu)堵塞引起的(de)測量誤差
　　标(biao)準孔闆在使(shǐ)用過程中,要(yao)保證其引壓(yā)管暢通,避免(mian)堵✂️塞,放空閥(fa)、三閥組.腰式(shì)法蘭及連接(jie)件的密封性(xing)能應保🚶證處(chù)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻于良💰好狀态(tai),不能有洩漏(lòu)。爲了減少☎️此(cǐ)類誤💜差，平時(shi)應加強管理(li).提高操作人(ren)員的素質,在(zài)使用過程中(zhōng),操作人員應(yīng)做好系統的(de)☎️檢修.維護🙇🏻和(hé)保養工作,延(yan)長其使用壽(shòu)命,從而減小(xiao)測量誤差的(de)産生。
3結語
　　使(shǐ)用孔闆差壓(ya)式流量計測(cè)量水蒸氣的(de)流量涉及🌈一(yi)系列的✊問題(tí),包括檢測裝(zhuang)置、顯示裝置(zhi).前後直管段(duan)以及輔助設(she)備等,要保證(zhèng)水蒸氣流量(liàng)測量的精度(du),必須做到合(hé)理選型，正确(que)安🔞裝與調試(shi)，及時維護與(yǔ)保養,并對測(cè)量部分可能(néng)引人的誤差(cha)進行适當的(de)補償和校正(zhèng)。因爲在使用(yòng)過程中,當流(liu)量和壓力波(bō)動較大時,從(cong)流量系數與(yǔ)流東膨脹系(xì)數所引人✊的(de)系統誤差較(jiào)大,另外孔闆(pan)長期運行後(hou)銳角會變鈍(dùn)、幾何尺寸會(huì)發生變化,系(xì)統的測量精(jing)度就會下降(jiang),有時甚至無(wú)法進行正常(cháng)測🎯量，所以平(píng)時應加強💋管(guǎn)理,盡量減小(xiǎo)測量誤差的(de)産生。

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