[摘要(yao)]差壓式(shi)孔闆流(liu)量計 廣(guang)泛用于(yu)貿易結(jie)算，通過(guo)各種因(yin)素對差(cha)壓式孔(kong)闆流量(liang)💋計計量(liang)結果的(de)影響，減(jian)少計量(liang)誤差的(de)方法。從(cong) 差壓式(shi)流量計(ji) 的計算(suan)公式入(ru)手，确定(ding)影響因(yin)素，通過(guo)實際案(an)例确定(ding)影響因(yin)素對實(shi)際計量(liang)結果的(de)誤差，最(zui)終得出(chu)以下結(jie)論:①在差(cha)壓爲0.1倍(bei)最大值(zhi)時，熱膨(peng)脹系數(shu)和流出(chu)系數造(zao)成的相(xiang)對誤差(cha)最大，爲(wei)1.84%。②在壓力(li)爲0.8MPa、溫度(du)爲250℃的變(bian)工況狀(zhuang)态下，孔(kong)闆直徑(jing)平均線(xian)膨脹系(xi)數造成(cheng)的相對(dui)誤差最(zui)㊙️大，爲0.85%。③由(you)于查表(biao)法相對(dui)誤差較(jiao)小且使(shi)用方便(bian)，因此密(mi)度選取(qu)方式一(yi)🐆般采用(yong)查表法(fa)😘。
0引言
　　差(cha)壓式孔(kong)闆流量(liang)計分爲(wei)差壓裝(zhuang)置、 差壓(ya)變送器(qi) 和流量(liang)積算儀(yi)三大部(bu)分，工作(zuo)原理是(shi)當介質(zhi)流過🧑🏽‍🤝‍🧑🏻差(cha)壓件，在(zai)左右兩(liang)側産生(sheng)壓差，根(gen)據伯努(nu)利方程(cheng)和流動(dong)連續性(xing)方程，可(ke)計算出(chu)介質的(de)瞬時流(liu)量。差壓(ya)✂️式孔闆(pan)流量計(ji)相關技(ji)術較爲(wei)💃成熟，并(bing)且使用(yong)方便、拆(chai)裝便捷(jie)、有相關(guan)的檢定(ding)規程、易(yi)于檢定(ding)，因此廣(guang)泛🚶應用(yong)于蒸汽(qi)、液體及(ji)天然氣(qi)等介質(zhi)的貿易(yi)結算。一(yi)✔️般情況(kuang)下，計量(liang)數據較(jiao)大，計量(liang)結果的(de)些許偏(pian)差就會(hui)造成損(sun)失，因此(ci)如何增(zeng)加差壓(ya)式孔闆(pan)流量計(ji)的計量(liang)正确性(xing)重要。首(shou)先對差(cha)壓式孔(kong)闆流量(liang)計中各(ge)種影響(xiang)因素進(jin)行分析(xi)🔞，其次根(gen)據其檢(jian)定規程(cheng)💃中的📐計(ji)算公式(shi)入手，确(que)定影響(xiang)因素有(you)熱膨脹(zhang)🤞系數、流(liu)出系數(shu)、孔闆直(zhi)徑平均(jun)線膨脹(zhang)系數、密(mi)度等參(can)數，再次(ci)根據理(li)論公式(shi)及大量(liang)工程經(jing)驗确定(ding)各個影(ying)響因素(su)之間的(de)關系，最(zui)後通過(guo)實際案(an)例确♊定(ding)🈲影響因(yin)素對實(shi)際計量(liang)結果的(de)誤差，并(bing)找到了(le)🐪影響計(ji)量結果(guo)📧的其他(ta)因素。通(tong)過各種(zhong)因素對(dui)👌差壓式(shi)孔闆流(liu)量計🐅計(ji)量結果(guo)的♌影響(xiang)，更好地(di)理解孔(kong)闆流量(liang)計的特(te)性，通過(guo)與實際(ji)計量經(jing)驗結合(he)，保障孔(kong)闆流量(liang)✏️計計量(liang)結果的(de)正确性(xing)。
1.模型
　　差(cha)壓式孔(kong)闆流量(liang)計的流(liu)量計算(suan)公式如(ru)~下:
 
　　公式(shi)(1)中:qm爲瞬(shun)時質量(liang)流量，單(dan)位爲kg/s;C爲(wei)流出系(xi)數，無量(liang)綱;β爲直(zhi)徑比🤩，β=d/D;D爲(wei)管道内(nei)徑，單位(wei)爲mm;ε爲可(ke)膨脹系(xi)數;d爲開(kai)孔直徑(jing)，單位爲(wei)mm;△p爲差壓(ya)，單位爲(wei)kPa;ρ爲節流(liu)件正端(duan)取壓口(kou)平✉️面上(shang)的流體(ti)密🔞度，單(dan)位🥵爲kg/m3.
在(zai)實踐過(guo)程中，差(cha)壓式孔(kong)闆流量(liang)計流量(liang)測量簡(jian)化的基(ji)💁本公❤️式(shi)🔞如下:
 
2檢(jian)定規程(cheng)步驟
　　《差(cha)壓式流(liu)量計檢(jian)定規程(cheng)》中使用(yong)幾何檢(jian)測法對(dui)孔闆的(de)6個💁參🔴數(shu)進行檢(jian)定。
　　A面平(ping)面度:将(jiang)孔闆的(de)A面朝上(shang)并放置(zhi)在平闆(pan)上，找到(dao)A面與😍平(ping)闆垂直(zhi)的最長(zhang)距離，用(yong)量塊或(huo)塞尺測(ce)量，該距(ju)離即A面(mian)的平面(mian)度。
　　A面及(ji)e面的表(biao)面粗糙(cao)度:以樣(yang)塊的表(biao)面粗糙(cao)度爲标(biao)準，借助(zhu)放大鏡(jing)顯微鏡(jing)等工具(ju)判斷A面(mian)與e面的(de)粗糙度(du),或使用(yong)輪廓法(fa)觸針式(shi)表面粗(cu)糙度測(ce)量儀測(ce)量🏒A面及(ji)e面的粗(cu)糙度。
　　邊(bian)緣G、H、I:可借(jie)助放大(da)鏡檢查(cha)G、H、I，并使用(yong)模壓法(fa)或反射(she)光法測(ce)量入口(kou)💯邊緣圓(yuan)弧的半(ban)徑。
　　厚度(du)E及長度(du)e:用量具(ju)分别在(zai)離内圓(yuan)外和外(wai)圓内大(da)約💃10mm的位(wei)置上均(jun)勻測3個(ge)值，其中(zhong)E爲這3個(ge)值的平(ping)均值🏃‍♂️，最(zui)大值減(jian)去最小(xiao)值爲E的(de)最大偏(pian)差。e則是(shi)在長度(du)處♌均勻(yun)分✊布的(de)位置上(shang)取3個值(zhi)，其🌈中e爲(wei)這💞3個值(zhi)的平均(jun)值，最大(da)值減去(qu)最小值(zhi)爲e的最(zui)大偏差(cha)。
　　節流孔(kong)直徑d:選(xuan)擇遊标(biao)卡尺、内(nei)徑千分(fen)尺、帶表(biao)卡尺、孔(kong)徑☀️測量(liang)♻️儀、内測(ce)千分尺(chi)測量節(jie)流孔直(zhi)徑，共選(xuan)取4個角(jiao)度大🔴緻(zhi)相💔同的(de)⛷️位置進(jin)行測量(liang)，d爲這4個(ge)值的平(ping)均值，并(bing)按照公(gong)式計算(suan)出直徑(jing)相對誤(wu)差及節(jie)流孔直(zhi)徑的重(zhong)複性。
　　斜(xie)角:将B面(mian)放在平(ping)闆上，用(yong)角度規(gui)或樣闆(pan)角等儀(yi)器⛹🏻‍♀️，在任(ren)一㊙️直徑(jing)方向測(ce)量2個斜(xie)角值，斜(xie)角爲這(zhe)2個值的(de)平均值(zhi)。
　　《流量積(ji)算儀檢(jian)定規程(cheng)》中規定(ding)檢定點(dian)應選取(qu)流量量(liang)程對應(ying)的輸入(ru)信号的(de)下限、0.25倍(bei)、0.5倍、0.75倍、1倍(bei)，如果流(liu)量積算(suan)儀具有(you)壓力和(he)溫度這(zhe)兩個參(can)數的補(bu)償功能(neng)，則檢定(ding)點的選(xuan)🔴取應在(zai)設計狀(zhuang)态下，并(bing)且需在(zai)設計範(fan)圍内壓(ya)🥵力不變(bian)的情況(kuang)下，溫度(du)任取兩(liang)點進行(hang)檢定;同(tong)時，在溫(wen)度不變(bian)的情況(kuang)下，壓力(li)任取兩(liang)點，進行(hang)🈲檢定。
3影(ying)響因素(su)
　　已知熱(re)膨脹系(xi)數ε、流出(chu)系數C、節(jie)流孔直(zhi)徑d、直徑(jing)比β，根據(ju)❗公式(1)即(ji)可求出(chu)最大差(cha)壓對應(ying)的瞬時(shi)流量。現(xian)将一台(tai)差壓式(shi)孔闆流(liu)量計😄放(fang)入工作(zuo)環境中(zhong)，己知工(gong)作介質(zhi)爲過熱(re)蒸汽，設(she)🐇計狀态(tai)爲壓力(li)0.8MPa、溫度200℃，相(xiang)關參數(shu)分别爲(wei)内徑d=34.51mm、β=0.388098，在(zai)△pmax=60kPa下，Ɛ=0.98157、C=0.60248。根據(ju)公式🌂(1)，求(qiu)得qmax，其中(zhong)🛀🏻密度是(shi)根🤞據IAPWS-IF97公(gong)式所得(de)。變工況(kuang)狀态下(xia)溫度爲(wei)200℃時，壓力(li)分别爲(wei)0.7MPa、0.6MPa，另一變(bian)工況狀(zhuang)❓态下壓(ya)力爲0.8MPa時(shi)⭕，溫度分(fen)别爲220℃、250℃。
3.1熱(re)膨脹系(xi)數與流(liu)出系數(shu)的影響(xiang)
　　熱膨脹(zhang)系數是(shi)給定一(yi)次裝置(zhi)的給定(ding)直徑比(bi)，差壓式(shi)孔闆流(liu)量🏃🏻‍♂️計的(de)熱膨脹(zhang)系數隻(zhi)取決于(yu)壓力比(bi)和等熵(shang)指數🈲，計(ji)算👈公式(shi)✉️如下:
 
　　流(liu)出系數(shu)是裝置(zhi)的實際(ji)流量與(yu)理論流(liu)量之間(jian)關✏️系的(de)系數，隻(zhi)與雷諾(nuo)數有關(guan)，随着雷(lei)諾數變(bian)大，流出(chu)系數會(hui)越來越(yue)小，随着(zhe)雷諾數(shu)變小，流(liu)出系數(shu)會越來(lai)越大，計(ji)算公式(shi)如公🌈:式(shi)(4)所示。對(dui)于不同(tong)的裝置(zhi)，如🚩果其(qi)幾何相(xiang)似且雷(lei)⚽諾數相(xiang)同，那麽(me)流出✨系(xi)數就相(xiang)💃同。
C=0.5961+0.0261β2+0.216β8(4)
　　将該(gai)例中所(suo)有狀态(tai)下的熱(re)膨脹系(xi)數和流(liu)出系數(shu)看做定(ding)👉值，均與(yu)設定狀(zhuang)态下最(zui)大流量(liang)對應的(de)數值🚩相(xiang)同，瞬時(shi)流量🏒結(jie)果如表(biao)1中的經(jing)驗值。從(cong)表1可以(yi)看🈲出，在(zai)差壓爲(wei)0.1倍最大(da)值時，相(xiang)對誤差(cha)最大，絕(jue)對值爲(wei)1.84%，随着差(cha)壓取值(zhi)逐漸接(jie)近最大(da)👌值，相對(dui)誤差越(yue)來越🐉小(xiao)。
3.2孔闆直(zhi)徑平均(jun)線膨脹(zhang)系數的(de)影響
　　若(ruo)流動狀(zhuang)态下測(ce)量管道(dao)的溫度(du)與确定(ding)直徑時(shi)的☎️溫🏃🏻度(du)(該溫度(du)稱之爲(wei)參比端(duan)或校準(zhun)溫度)有(you)較大差(cha)異，在用(yong)公式計(ji)算孔闆(pan)直徑、直(zhi)徑比和(he)流量時(shi)，應将管(guan)道的膨(peng)脹或者(zhe)收縮考(kao)慮在内(nei)，具體公(gong)式如下(xia):
 
　　公式中(zhong)，d爲流動(dong)狀态下(xia)一次裝(zhuang)置的直(zhi)徑;d0爲參(can)比溫度(du)下一🏃🏻‍♂️次(ci)裝置的(de)直徑;λD爲(wei)一次裝(zhuang)置材料(liao)的平均(jun)線膨脹(zhang)系數;T爲(wei)流👈動狀(zhuang)态下一(yi)次裝置(zhi)的溫度(du);T0爲參比(bi)溫度或(huo)校準溫(wen)度。
　　孔闆(pan)直徑的(de)材質爲(wei)不鏽鋼(gang)，λ=0.000017。如果不(bu)考慮孔(kong)闆直徑(jing)受溫度(du)的影💘響(xiang)，瞬時流(liu)量結果(guo)如表2中(zhong)的經驗(yan)值所🈲示(shi)，從表2中(zhong)可以看(kan)出，相對(dui)誤差在(zai)最後一(yi)-個檢定(ding)點，即壓(ya)力爲0.8MPa、溫(wen)度爲250℃時(shi)的相對(dui)誤差最(zui)大，絕對(dui)值爲0.85%，從(cong)公式(5)中(zhong)也💜可以(yi)看出，此(ci)時T-T0值最(zui)大，因此(ci)造成了(le)較大的(de)偏差，而(er)在溫度(du)沒有變(bian)化的情(qing)況下，相(xiang)對誤差(cha)沒🈲有随(sui)着差壓(ya)及壓力(li)值發生(sheng)變化，因(yin)此可以(yi)得出孔(kong)闆直徑(jing)平均線(xian)膨⛱️脹系(xi)數隻與(yu)被測🌈介(jie)質的溫(wen)度相關(guan)。
3.3密度取(qu)值方法(fa)的影響(xiang)
　　蒸氣密(mi)度可通(tong)過公式(shi)法、狀态(tai)方程法(fa)、查表法(fa)3種方法(fa)獲🏒取🤟回(hui)。其中，公(gong)式法使(shi)用的公(gong)式;狀态(tai)方程法(fa)使用的(de)是理想(xiang)氣體方(fang)程PV=nRT,應注(zhu)意狀态(tai)方程法(fa)适用範(fan)圍較窄(zhai);查表法(fa)是使用(yong)《國際單(dan)㊙️位制的(de)🌈水和水(shui)蒸氣的(de)性質》中(zhong)的數據(ju)，并進行(hang)線性插(cha)值從而(er)得出蒸(zheng)汽🐪的密(mi)度，這個(ge)方法比(bi)公式法(fa)及狀态(tai)方程法(fa)方便，但(dan)會産生(sheng)一定㊙️.的(de)偏差。表(biao)3中，标準(zhun)值的密(mi)度取值(zhi)方法采(cai)取公式(shi)法，經驗(yan)值的密(mi)度通過(guo)查表所(suo)得，從結(jie)果看出(chu)，每個檢(jian)定點的(de)㊙️相對誤(wu)差都較(jiao)小，最大(da)相對誤(wu)差的絕(jue)對值沒(mei)有超過(guo)0.1%，
 
 
　　因此平(ping)常做差(cha)壓式孔(kong)闆流量(liang)計的檢(jian)定時，爲(wei)求方便(bian)，密度的(de)求🌈取方(fang)式可采(cai)取查表(biao)法。
3.4其他(ta)因素對(dui)計量結(jie)果的影(ying)響
　　除了(le)上述幾(ji)個因素(su)，還有其(qi)他因素(su)會對差(cha)壓式孔(kong)闆流量(liang)計的計(ji)量結果(guo)産生影(ying)響。
　　例如(ru)，流量量(liang)程與流(liu)量計的(de)不匹配(pei)會使差(cha)壓式孔(kong)闆流量(liang)計的計(ji)量結果(guo)偏離标(biao)準值，尤(you)其是當(dang)流量較(jiao)小時，使(shi)用大💰量(liang)程👌孔闆(pan)流量計(ji)會造成(cheng)誤差，同(tong)時流量(liang)積算儀(yi)會進行(hang)小♉信号(hao)切除四(si)]。因此，應(ying)根據流(liu)體介質(zhi)的實際(ji)情況選(xuan)擇孔闆(pan)👌尺寸、材(cai)質等各(ge)個方面(mian)都合适(shi)的♊差壓(ya)式孔闆(pan)流量計(ji)。
　　差壓式(shi)孔闆流(liu)量計的(de)安裝也(ye)是産生(sheng)誤差的(de)原因之(zhi)一，主🌏要(yao)影響因(yin)素有孔(kong)闆入口(kou)直角銳(rui)利度的(de)變化、孔(kong)闆厚度(du)存.在誤(wu)差、管徑(jing)尺寸不(bu)符、節流(liu)件附件(jian)等沒有(you)放在中(zhong)🈲軸線、取(qu)壓的位(wei)置、孔闆(pan)彎曲、取(qu)壓孔堵(du)塞或加(jia)🥵工不規(gui)範、孔闆(pan)上有髒(zang)物沉積(ji)、管線布(bu)置的偏(pian)離、管道(dao)粗糙度(du)的影響(xiang)等。這些(xie)因素都(dou)将造成(cheng)流量系(xi)數發生(sheng)改變從(cong)而與商(shang)家給定(ding)的值不(bu)符，産生(sheng)誤差。孔(kong)闆的正(zheng)确安裝(zhuang)方法是(shi)将其銳(rui)面迎着(zhe)流體的(de)方向，若(ruo)安裝相(xiang)反，則會(hui)使流量(liang)的❗示值(zhi)偏低。上(shang)述誤差(cha)均由人(ren)爲原因(yin)🔴造成，是(shi)可以控(kong)制的，也(ye)🏃是在☎️安(an)裝過程(cheng)中要着(zhe)♌重注意(yi)的。對于(yu)後期的(de)維護工(gong)作，相關(guan)人員應(ying)該制訂(ding)詳細的(de)方案并(bing)嚴格執(zhi)行，盡可(ke)能延長(zhang)孔闆流(liu)量計的(de)使用壽(shou)㊙️命，提高(gao)計量的(de)正确性(xing)，減小計(ji)量偏差(cha)。
　　各個部(bu)件之間(jian)因密封(feng)不嚴謹(jin)而産生(sheng)洩露，從(cong)而引起(qi)✨介質通(tong)過孔闆(pan)時差壓(ya)變送器(qi)産生誤(wu)差，導緻(zhi)瞬時流(liu)量變小(xiao)，若在下(xia)遊産生(sheng)洩露，則(ze)會導緻(zhi)瞬時流(liu)量變大(da)。
　　當使用(yong)條件偏(pian)離設計(ji)條件時(shi)，也會造(zao)成結果(guo)的偏差(cha)。城市蒸(zheng)汽、燃氣(qi)會出現(xian)波峰波(bo)谷的情(qing)況，突然(ran)變🍓化的(de)流速和(he)壓力造(zao)成脈✏️動(dong)流的形(xing)成，從而(er)影響差(cha)壓式孔(kong)闆流量(liang)計的差(cha)壓、壓力(li)及溫度(du)❤️信号的(de)準确傳(chuan)遞。
　　計量(liang)裝置的(de)上遊有(you)很多管(guan)道配件(jian)，如彎頭(tou)、漸擴管(guan)🐆漸🌈縮管(guan)等，這些(xie)配件稱(cheng)爲阻流(liu)件。當介(jie)質通過(guo)阻流件(jian)後會産(chan)生不規(gui)則✔️流動(dong)💁等現象(xiang)，這些不(bu)規則的(de)流動會(hui)使差壓(ya)式孔闆(pan)流量計(ji)的流出(chu)系數偏(pian)離标準(zhun)值。
　　被測(ce)介質的(de)實際物(wu)理性質(zhi)測量存(cun)在不确(que)定性，如(ru)天然💛氣(qi)在運輸(shu)的過程(cheng)中爲保(bao)障其穩(wen)定性會(hui)加入其(qi)他物質(zhi)，這些物(wu)質的加(jia)入會導(dao)緻被測(ce)的天然(ran)氣🔴與标(biao)準☂️狀況(kuang)不🈲同，使(shi)壓縮因(yin)子和密(mi)度等參(can)數偏離(li)标準值(zhi)，從而導(dao)緻瞬時(shi)流量誤(wu)差的産(chan)生。
4結束(shu)語
　　從檢(jian)定規程(cheng)中的計(ji)算公式(shi)入手，确(que)定了影(ying)響差壓(ya)🔴式孔闆(pan)流量計(ji)檢定偏(pian)差的因(yin)素有熱(re)膨脹系(xi)數、流❄️出(chu)系數、孔(kong)闆直徑(jing)及密度(du)，最後通(tong)過介質(zhi)爲過熱(re)蒸汽的(de)實際案(an)例确定(ding)影響.因(yin)素對實(shi)際檢定(ding)結果造(zao)成的偏(pian)差。得出(chu)如下結(jie)論:①在差(cha)壓爲0.1倍(bei)最大值(zhi)時，熱膨(peng)脹系數(shu)和流出(chu)系數造(zao)成的相(xiang)對誤差(cha)最大，爲(wei)1.84%，随👌着差(cha)壓取值(zhi)逐漸接(jie)近最大(da)值，相對(dui)誤差越(yue)來越小(xiao)。②在變工(gong)況❌狀态(tai)下，即壓(ya)力爲0.8MPa、溫(wen)度爲250℃時(shi)，孔闆直(zhi)徑平均(jun)線膨脹(zhang)系數造(zao)成的相(xiang)對誤差(cha)最大，爲(wei)0.85%。③密度的(de)取🛀值方(fang)法有3種(zhong)，其中公(gong)式法造(zao)成的誤(wu)差最小(xiao)，但計算(suan)🚩量較大(da)，使用查(cha)表法時(shi)每個檢(jian)定點的(de)相對誤(wu)差較小(xiao)，最大相(xiang)對🥵誤差(cha)也沒有(you)⭕超過0.1%，因(yin)此平常(chang)做差壓(ya)式⛹🏻‍♀️孔闆(pan)流量計(ji)的檢定(ding)時，爲方(fang)便💋，密度(du)求取方(fang)式可采(cai)取查表(biao)法💘。④其他(ta)影響因(yin)素還有(you)流量量(liang)程與流(liu)量計🔆的(de)不匹配(pei)、孔闆流(liu)量計的(de)安裝方(fang)式😄、各個(ge)部件之(zhi)間🧑🏾‍🤝‍🧑🏼産生(sheng)縫隙而(er)導緻的(de)介質洩(xie)露、脈動(dong)流的産(chan)生及阻(zu)㊙️流件對(dui)介質流(liu)動的影(ying)響、被測(ce)介質的(de)實✏️際物(wu)理性💞質(zhi)測量存(cun)在不确(que)定性。
　　也(ye)有很多(duo)不足之(zhi)處，例如(ru)隻列舉(ju)了介質(zhi)爲過熱(re)蒸汽的(de)實際案(an)🌈例，而并(bing)未涉及(ji)介質爲(wei)液體、飽(bao)和蒸汽(qi)🌈、天然氣(qi)的情況(kuang)，尤其當(dang)介質爲(wei)天然氣(qi)時，密度(du)的計算(suan)及其他(ta)影響因(yin)素之間(jian)的關系(xi)更加複(fu)雜，需要(yao)有了大(da)量數據(ju)後才能(neng)進一步(bu)分析。

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