摘要(yao)：液氨(an)計量(liang)表示(shi)值誤(wu)差,主(zhu)要受(shou)液氨(an)介質(zhi)在流(liu)經計(ji)量表(biao)時産(chan)生汽(qi)化形(xing)成氣(qi)液二(er)相流(liu)的影(ying)響。對(dui)研制(zhi)的液(ye)氨計(ji)量表(biao)在出(chu)口處(chu)設置(zhi)節流(liu)孔闆(pan)
以建(jian)立背(bei)壓、提(ti)高和(he)維持(chi)液氨(an)的液(ye)相壓(ya)力、降(jiang)低示(shi)值誤(wu)差進(jin)行了(le)理論(lun)分析(xi)、試驗(yan)設計(ji)和探(tan)索性(xing)試驗(yan)，建立(li)了壓(ya)力與(yu)節流(liu)孔徑(jing)間的(de)函數(shu)關系(xi)式和(he)壓力(li)随節(jie)流孔(kong)徑變(bian)化率(lü)的函(han)數式(shi)。通過(guo)對二(er)種介(jie)質(水(shui)、液氨(an))的計(ji)量試(shi)驗檢(jian)測和(he)數據(ju)處理(li)分析(xi)，得出(chu)了影(ying)響液(ye)氨計(ji)量表(biao)主要(yao)性能(neng)指标(biao)(示值(zhi)誤差(cha)及壓(ya)力損(sun)失}的(de)關鍵(jian)因素(su)的主(zhu)次，優(you)水平(ping)、優水(shui)平組(zu)合及(ji)置信(xin)度。
液(ye)氨計(ji)量表(biao)是液(ye)氨氨(an)化稭(jie)稈系(xi)統中(zhong)用于(yu)計量(liang)施用(yong)液氨(an)量的(de)儀表(biao)，如圖(tu)1所示(shi)。其中(zhong)計量(liang)表1,2是(shi)用于(yu)計量(liang)灌注(zhu)量、計(ji)量表(biao)3，4是用(yong)子計(ji)量施(shi)用量(liang)。
氨的(de)液相(xiang)氣相(xiang)狀态(tai)受溫(wen)度、壓(ya)力的(de)影響(xiang)而變(bian)化.氨(an)的液(ye)相氣(qi)相狀(zhuang)态平(ping)衡圖(tu)[2如圖(tu)2所示(shi)。
1提高(gao)液氨(an)計址(zhi)表計(ji)量精(jing)度的(de)技術(shu)措施(shi)
液氨(an)計量(liang)表的(de)計量(liang)精度(du)以計(ji)量示(shi)值誤(wu)差δ表(biao)示，即(ji)
式中(zhong).V示爲(wei)計量(liang)表的(de)示值(zhi),V标爲(wei)通過(guo)計量(liang)表的(de)實際(ji)值(标(biao)準量(liang)器的(de)值)。
1.1問(wen)題的(de)提出(chu)
影響(xiang)液氨(an)計量(liang)表示(shi)值誤(wu)差的(de)主要(yao)因素(su).-是液(ye)氨介(jie)質在(zai)流經(jing)計量(liang)表頭(tou)的過(guo)程中(zhong),因管(guan)路中(zhong)壓力(li)減小(xiao)，環境(jing)溫度(du)變化(hua),使得(de)部分(fen)液氨(an)發生(sheng)汽化(hua)形成(cheng)氣液(ye)二相(xiang)流,且(qie)汽化(hua)的速(su)率與(yu)壓力(li)減小(xiao)和溫(wen)度增(zeng)高呈(cheng)正相(xiang)關。液(ye)氨與(yu)氣氨(an)的密(mi)度比(bi)或體(ti)積變(bian)化比(bi)爲1:10001,緻(zhi)使計(ji)量表(biao)示值(zhi)誤差(cha)δ值很(hen)大;二(er)是因(yin)計量(liang)表頭(tou)内部(bu)通道(dao)、管路(lu)流線(xian)方向(xiang)與流(liu)通斷(duan)面突(tu)變,造(zao)成介(jie)質流(liu)動狀(zhuang)态出(chu)現紊(wen)流、渦(wo)旋流(liu)等.使(shi)計量(liang)表流(liu)量變(bian)送器(qi)運動(dong)狀态(tai)不穩(wen)定而(er)影響(xiang)計量(liang)表的(de)示值(zhi)誤差(cha)δ。
1.2技術(shu)措施(shi)與理(li)論分(fen)析
防(fang)止液(ye)氨汽(qi)化常(chang)用的(de)方法(fa)有溫(wen)度補(bu)償法(fa)(設置(zhi)冷凝(ning)器、保(bao)溫層(ceng))和壓(ya)力補(bu)償法(fa)(采用(yong)節流(liu)孔闆(pan))，以保(bao)持液(ye)氨介(jie)質流(liu)的液(ye)相溫(wen)度和(he)液相(xiang)壓力(li)。
本課(ke)題研(yan)制的(de)液氨(an)計量(liang)表,在(zai)其出(chu)口處(chu)設置(zhi)節流(liu)孔闆(pan)(圖3),以(yi)建立(li)背壓(ya)來提(ti)高保(bao)持計(ji)量表(biao)頭及(ji)之前(qian)管路(lu)中液(ye)氨介(jie)質流(liu)的液(ye)相壓(ya)力，防(fang)止了(le)液氨(an)在流(liu)經計(ji)量表(biao)頭過(guo)程中(zhong)發生(sheng)汽化(hua)生成(cheng)氣液(ye)二相(xiang)流、并(bing)且改(gai)善了(le)介質(zhi)流在(zai)計量(liang)表頭(tou)内流(liu)動狀(zhuang)态、減(jian)小了(le)計量(liang)表的(de)示值(zhi)誤差(cha)(δ≤±4%)。
爲了(le)理論(lun)分析(xi)的便(bian)利,根(gen)據實(shi)際工(gong)況的(de)要求(qiu)。液氨(an)介質(zhi)流可(ke)以認(ren)同爲(wei)一元(yuan)穩定(ding)流.即(ji)流量(liang)Q=C;取液(ye)氨的(de)密度(du)ρ=(1.6g/cm³(在10~40C.壓(ya)力0.5~1.5MPa);表(biao)頭進(jin)管直(zhi)徑d1爲(wei)定值(zhi)，節流(liu)孔闆(pan)孔徑(jing)d2可調(diao)換，分(fen)别爲(wei)d2=2.5mm，3.5mm，4.5mm，5.5mm。
對過(guo)流斷(duan)面1-1和(he)2-2處列(lie)伯努(nu)利方(fang)程式(shi)
(6)式給(gei)出了(le)壓力(li)p2·p2:随節(jie)流孔(kong)徑d:變(bian)化率(lü)的關(guan)系式(shi)。
由(4)和(he)(6)式可(ke)知，利(li)用節(jie)流孔(kong)闆提(ti)高和(he)保持(chi)計量(liang)表頭(tou)及之(zhi)前管(guan)路内(nei)的流(liu)體壓(ya)力.可(ke)以維(wei)持液(ye)氨的(de)液相(xiang)壓力(li)，阻止(zhi)汽化(hua)，提高(gao)計量(liang)精度(du)，這在(zai)計量(liang)表的(de)試驗(yan)中得(de)以驗(yan)證。
2試(shi)驗方(fang)案與(yu)試驗(yan)
2.1試驗(yan)方案(an)
液氨(an)計量(liang)表的(de)主要(yao)性能(neng)指标(biao)有:計(ji)量示(shi)值誤(wu)差δ,節(jie)流孔(kong)闆前(qian)後壓(ya)力差(cha)△p.影響(xiang)性能(neng)指标(biao)的因(yin)素和(he)水平(ping)見表(biao)1。
利用(yong)混合(he)型正(zheng)交表(biao)L6(4。2*)進行(hang)正交(jiao)試驗(yan)設計(ji).正交(jiao)試驗(yan)方案(an)見表(biao)2。
2.2試驗(yan)與試(shi)驗結(jie)果分(fen)析
計(ji)量表(biao)性能(neng)試驗(yan)分别(bie)用水(shui)和液(ye)氨爲(wei)計量(liang)介質(zhi)進行(hang)試驗(yan)測定(ding)，分爲(wei)試驗(yan)I和試(shi)驗I。
2.2.1試(shi)驗I及(ji)結果(guo)分析(xi)
試驗(yan)根據(ju)表2的(de)方案(an)，參照(zhao)“GB778一-84”中(zhong)的有(you)關條(tiao)款，用(yong)水進(jin)行試(shi)驗測(ce)定。試(shi)驗地(di)點在(zai)某水(shui)表廠(chang)試驗(yan)檢測(ce)中心(xin)(國家(jia)二級(ji)計量(liang)檢測(ce)單位(wei))。公稱(cheng)流量(liang)Qw=0.24m³/h.用水(shui)量.爲(wei)20L.測定(ding)三個(ge)流量(liang)點即(ji)0.5Qm,Qw,2Qw,試驗(yan)管網(wang)壓力(li)爲0.42MPa.試(shi)驗台(tai)精度(du)0.2%m³/h，試驗(yan)室環(huan)境溫(wen)度20℃，試(shi)驗數(shu)據表(biao)略。示(shi)值誤(wu)差最(zui)大值(zhi)δmax=+1.2%，最小(xiao)值δmin=0.0%，示(shi)值誤(wu)差平(ping)均值(zhi)δ=+0.45%;壓力(li)差最(zui)大值(zhi)△pmax>0.42MPa.最小(xiao)值△pmax=0.01MPa,壓(ya)力差(cha)平均(jun)值△p=0.085MPa。
計(ji)量表(biao)的示(shi)值誤(wu)差δ值(zhi)遠小(xiao)于"GB778-84”中(zhong)的标(biao)準值(zhi)±5%~±2%,試驗(yan)結果(guo)表明(ming)，在計(ji)量表(biao)出口(kou)處設(she)置節(jie)流孔(kong)闆能(neng)良好(hao)地改(gai)善介(jie)質流(liu)在計(ji)量表(biao)頭内(nei)的流(liu)動狀(zhuang)态。
對(dui)試驗(yan)I的數(shu)據利(li)用極(ji)差與(yu)方差(cha)分析(xi)法處(chu)理，得(de)出試(shi)驗I的(de)分析(xi)結論(lun)如表(biao)3所示(shi)。
2.2.2試驗(yan)II及結(jie)果分(fen)析
根(gen)據表(biao)3中的(de)優水(shui)平及(ji)優水(shui)平組(zu)合，用(yong)液氨(an)進行(hang)實際(ji)工況(kuang)試驗(yan)，檢測(ce)液氨(an)計量(liang)表示(shi)值誤(wu)差和(he)壓力(li)差。試(shi)驗地(di)點在(zai)河北(bei)柏鄉(xiang)縣液(ye)氨站(zhan)，試驗(yan)設備(bei)有液(ye)氨槽(cao)車和(he)液氨(an)鋼瓶(ping)等，液(ye)氨槽(cao)車内(nei)溫度(du)30℃，環境(jing)溫度(du)29~30℃。标準(zhun)量器(qi)編号(hao)及精(jing)度等(deng)級:磅(pang)秤(02000002)2級(ji)。試驗(yan)結果(guo)見表(biao)4。
試驗(yan)II表明(ming)示值(zhi)誤差(cha)值小(xiao)于示(shi)值誤(wu)差限(xian)(±4%)、示值(zhi)誤差(cha)最大(da)值δmax=4.0%,最(zui)小值(zhi)Δmin=0.57%,示值(zhi)誤差(cha)平均(jun)值δ=2.04%;壓(ya)力差(cha)最大(da)值△pmax=0.4MPa,最(zui)小值(zhi)△pmax= 0.23MPa,壓力(li)差平(ping)均值(zhi)△p=0.33MPa.
3結論(lun).
(1) 通過(guo)對二(er)種介(jie)質(水(shui)、液氨(an))的試(shi)驗檢(jian)測驗(yan)證，利(li)用節(jie)流孔(kong)闆在(zai)計量(liang)表出(chu)口處(chu)建立(li)背壓(ya)可提(ti)高和(he)維持(chi)液相(xiang)壓力(li)，能很(hen)好地(di)阻止(zhi)液氨(an)發生(sheng)汽化(hua)，并能(neng)良好(hao)地改(gai)善介(jie)質在(zai)計量(liang)表頭(tou)内的(de)流動(dong)狀态(tai)以提(ti)高計(ji)量精(jing)度。
(2) 計(ji)量表(biao)性能(neng)指标(biao)的優(you)結構(gou)參數(shu)爲:表(biao)芯型(xing)号20C，節(jie)流孔(kong)闆直(zhi)徑爲(wei)中5~中(zhong)6。
(3)通過(guo)液氨(an)試驗(yan)，發現(xian)表芯(xin)材料(liao)ABS工程(cheng)塑料(liao)耐液(ye)氨腐(fu)蝕性(xing)差，且(qie)腐蝕(shi)速率(lü)與液(ye)氨壓(ya).力呈(cheng)正相(xiang)關，腐(fu)蝕呈(cheng)溶化(hua)蠕變(bian)狀，顔(ya)色呈(cheng)黃色(se)或焦(jiao)黃色(se)。改用(yong)耐液(ye)氨腐(fu)蝕性(xing)強的(de)材料(liao)，如聚(ju)三氟(fu)氯乙(yi)稀、聚(ju)全氟(fu)乙丙(bing)稀、聚(ju)偏二(er)氟乙(yi)稀或(huo)尼龍(long)。
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