在石(shi)油、化工、熱(re)電、石化等(děng)廠礦企業(yè)裏,采用着(zhe)大量的各(gè)種類型蒸(zhēng)汽流量計(jì)。由于以蒸(zheng)汽作介質(zhi)對蒸汽流(liu)量計實測(cè)檢定難度(du)大、精度低(di)、費用高,緻(zhì)使一些使(shǐ)用蒸汽流(liú)量計的單(dān)位,不願送(sòng)出去🌂檢定(dìng)🛀🏻;而有能力(li)開展這項(xiang)檢定業務(wù)的單位㊙️盡(jìn)管很少,就(jiu)是這很少(shao)的單位,也(ye)因檢定成(cheng)本太高,難(nan)度又大,也(ye)不願開展(zhan)🈚這項業務(wù)。造成一些(xie)企業,甚至(zhì)是♈一些技(jì)術好的大(dà)型企業,對(dui)蒸汽計量(liàng)🏃🏻管理也存(cun)在很多問(wèn)題:對蒸汽(qì)計量儀表(biǎo)僅能修理(lǐ)不能檢定(dìng);蒸汽計量(liàng)率低;蒸汽(qì)計量儀表(biǎo)精度低誤(wu)💋差大。這給(gěi)企業的成(chéng)本核算和(hé)節能降耗(hao)帶來很大(da)影響。
　　爲了(le)改變這種(zhong)狀況,國内(nei)外一些有(you)能力的有(you)關院、所和(he)🍓企㊙️業,都在(zai)積極投資(zi)、組織人力(lì)研究以空(kōng)氣代替蒸(zhēng)汽,對蒸汽(qi)流量計進(jìn)行檢定的(de)問題,并且(qie)認定這是(shi)今後的發(fā)展方向。但(dàn)是研究進(jin)展速度不(bú)太理想,我(wǒ)們的📞蒸汽(qì)流量💜計檢(jiǎn)定站從1989年(nian)建立以來(lái)至今尚未(wei)拿出滿意(yì)的數據,而(ér)從聽說有(yǒu)研究此課(ke)題(國外)的(de)以來,至✨今(jīn)10多年了,與(yǔ)外商🌐接觸(chu)談及此問(wèn)題時,他們(men)回答仍是(shì)說在研究(jiu)。當然是由(you)于保密的(de)原因吧,國(guó)内外的一(yī)些研究進(jìn)展較快的(de)單位✉️,都不(bú)願多透露(lù)半點信息(xi)。緻使我們(men)至今尚未(wèi)見到真正(zhèng)從理論上(shàng)闡述利用(yong)空氣代替(ti)蒸汽進行(hang)蒸汽流量(liang)計檢定的(de)任何資料(liào),更談不上(shàng)有實測或(huò)修正數據(jù)供推㊙️廣應(yīng)用。這裏談(tán)點個人浮(fu)淺的看法(fa),願它能起(qi)到抛磚引(yǐn)玉和推波(bō)助瀾的作(zuò)用。
　　能不能(néng)用壓縮空(kong)氣代替蒸(zheng)汽對蒸汽(qi)流量計進(jìn)行檢定🔅?能(néng)🈲,有什麽理(lǐ)論依據?又(you)是怎樣的(de)代替法呢(ne)?
1用壓縮空(kōng)氣代替蒸(zhēng)汽對蒸汽(qì)流t計進行(háng)檢定的可(ke)🐕能性
　　理論(lun)依據就是(shì)從流體力(lì)學角度出(chu)發,根據相(xiàng)似原理,兩(liǎng)個幾何上(shàng)相似的流(liu)束,如果它(ta)們的雷諾(nuo)準數值相(xiang)等,即流束(shù)💋在流體動(dong)力學上是(shì)相似的,這(zhe)時其🧡流量(liàng)(出)系數也(ye)是相等的(de)。基于🏃🏻‍♂️這個(ge)理論,在對(duì)蒸汽流量(liàng)計檢定時(shi),設法使壓(ya)縮空氣在(zai)管道内流(liú)動的雷諾(nuo)數值,等于(yu)蒸汽在此(cǐ)管道内的(de)流動的雷(lei)諾數值時(shí),即認爲兩(liǎng)個流束在(zai)流體動力(lì)學上是相(xiang)似的,它們(men)的流量(出(chū))系數也是(shi)🌂相等的,通(tōng)過檢測設(she)備檢測,在(zài)檢定裝置(zhì)上顯示出(chū)的值也是(shì)相同的,即(jí)達到以壓(ya)縮空💋氣代(dài)替蒸汽的(de)目的。
2計算(suàn)分析
　　如何(hé)代替呢?基(ji)于上述原(yuán)理,爲了使(shi)空氣和蒸(zhēng)汽在相同(tóng)管道内🥵的(de)雷諾數達(da)到相同的(de)條件,進行(háng)計算♉分析(xī)如下。
根據(ju)基礎數據(ju)不同,雷諾(nuò)數計算可(ke)采用的計(jì)算公式形(xing)式(系數)有(yǒu)所不同。這(zhè)裏不是求(qiu)具體雷諾(nuò)數值,而是(shi)📱利用其公(gong)✨式中的某(mou)項因子分(fen)析壓縮空(kong)氣與蒸汽(qi)之💔間的關(guān)系。
　　據公式(shi)eRD一4qm/7r産D知,在(zai)同一個管(guǎn)徑D值管道(dao)中,幾何相(xiàng)似的兩流(liú)😍束的雷諾(nuò)數值相同(tong)時,可對上(shang)式分子上(shàng)的🔞質量💃🏻流(liú)量qm值和分(fèn)母的動😘力(lì)粘度産值(zhi)分析(二值(zhi)爲常數),兩(liang)者都是可(kě)變化的,但(dan)是⭐qm值是可(kě)♌人爲規定(dìng)的數,而動(dong)力🌍粘度産(chǎn)值才是與(yǔ)兩種氣體(tǐ)固有的性(xìng)質🌈有關的(de)參數,當然(ran)它是随操(cāo)作條件變(biàn)💘化而變化(huà)的😍,但是相(xiàng)同條件下(xià),不同氣體(tǐ),粘👣度産值(zhí)不同,雷諾(nuo)數☂️計算值(zhi)就不同,因(yin)🌈此粘度産(chǎn)值成了分(fèn)析雷諾數(shu)的關鍵。
　　粘(zhan)度産值的(de)求取方法(fǎ),有查圖法(fa)和計算法(fǎ)。查圖法一(yi)般人爲視(shi)💯差較大,而(ér)計算方法(fǎ)人爲誤差(chà)較小。何況(kuang)布⭐朗利和(hé)威爾克對(dui)赫❗希菲爾(er)德方程進(jin)行修正後(hòu),提出的低(di)壓💘氣體粘(zhān)度方程式(shì),正适💛用于(yú)我們檢🌂定(dìng)裝置,一般(ban)檢定裝🆚置(zhì)在檢定⁉️過(guò)程中,系統(tǒng)的壓力♈都(dou)不高,都屬(shu)于低壓範(fàn)疇的,所以(yi)對于低壓(yā)氣體—壓縮(suō)空氣和蒸(zheng)汽的粘度(dù)産值可采(cai)用該方程(cheng)式進行🏃🏻計(ji)算,即

　　由上(shàng)述可知,應(ying)先确定檢(jian)定裝置所(suǒ)采用的壓(ya)縮空💃氣和(hé)過熱蒸汽(qi)的操作溫(wen)度條件,才(cai)可計算。
　　根(gēn)據石化流(liú)量計量檢(jian)定站的情(qíng)況,确定壓(yā)縮空氣🎯的(de)操作⭐溫🚩度(dù)🥵爲20℃,即爪=20+273·15=293.15(K)。而(er)蒸汽采用(yòng)微過熱蒸(zhēng)汽,具體操(cāo)作條件是(shì):操🙇‍♀️作壓力(lì)爲絕壓P絕(jue)=gkgfc/m名(注:可查(chá)的标準🐉和(he)工具書的(de)表🐪格中所(suo)涉及到的(de)壓力、粘度(du)、密度等🔞都(dou)是舊單位(wèi)制,雖然均(jun)可以換算(suan)爲新單位(wèi)制,考慮🔞此(cǐ)文隻是論(lùn)證以壓縮(suo)空氣代替(ti)蒸汽進行(háng)蒸汽流💜量(liàng)計檢定的(de)道理,若轉(zhuan)換爲法定(dìng)計量單位(wèi)時,篇幅要(yao)加長,不利(li)于說明間(jiān)題。何況實(shi)際應用時(shí),在此結果(guǒ)的基礎上(shang)轉換即可(kě),結果是一(yi)樣的🌈。因此(cǐ),此文中均(jun1)未采用✔️法(fa)定計量單(dan)位),過熱溫(wēn)度爲190℃(飽和(hé)溫🏒度爲174.5℃),即(jí)

　　通過粘度(dù)計算結果(guo)表明,空氣(qì)和蒸汽在(zài)限定的操(cāo)作溫度條(tiáo)件下,空氣(qi)的粘度比(bǐ)蒸汽的粘(zhān)度大。

　　這裏(li)先按保持(chi)體積量相(xiang)同分析—可(ke)稱等體積(ji)法。已知蒸(zhēng)汽的操作(zuò)條件,即P絕(jue)=gkgf/cm2(Ikgf/ cm2=0.1MPa,下同),Tf=190℃，它的(de)密度由查(chá)表得知ρ汽(qì)=4.3687kg/m3，所以空氣(qì)的密度爲(wei)

　　即當檢定(dìng)蒸汽流量(liàng)計時,本想(xiǎng)在操作絕(jue)壓爲P絕=9(kgf/ cm2),操(cao)作溫度爲(wei)190℃的過熱蒸(zheng)汽條件下(xia)檢定,若改(gai)用壓縮空(kong)氣代🌂替,按(àn)㊙️等體積法(fǎ)計算出,當(dang)空氣操作(zuò)溫度爲20℃時(shi),其操作壓(yā)力P絕=4.3647(kgf/ cm2)。
　　(或将(jiang)空氣視爲(wèi)理想氣體(tǐ),由理想氣(qì)體方程式(shì)pv=RT得知👌壓力(li)與🙇🏻密度❄️、溫(wēn)度等的關(guān)系式爲

　　兩(liang)種計算結(jie)果約有萬(wan)分之五的(de)誤差,這是(shi)正常的,可(ke)以認爲是(shi)空氣及蒸(zhēng)汽數據表(biao)本身的精(jīng)度及計算(suan)公式本身(shēn)的精度等(děng)原因所造(zào)成的。)
　　若保(bǎo)持密度ρ值(zhí)相同—可稱(cheng)等密度法(fǎ)。爲達到qm氣(qi)=ρ汽,在ρ汽=ρ汽(qi)=4.3687(kg/m3)的條♋件下(xia),V氣/V汽=1.16546,即此(ci)時空氣的(de)體積流量(liang)應比蒸汽(qì)流量增大(dà)爲1.14566倍。此時(shi)的空氣操(cao)作壓力可(kě)從空氣密(mì)度表_匕用(yòng)内插法計(ji)算求出,也(ye)可🛀用氣體(ti)方程式求(qiu)出。根💰據理(li)想氣體的(de)壓力與密(mì)度、溫度等(děng)的關😄系計(ji)算,此時的(de)空氣操作(zuò)壓力爲

　　若(ruò)已知蒸汽(qi)流量計的(de)現場運行(háng)條件,直接(jie)用現場🥵蒸(zheng)汽♍實際運(yun)行條件,如(ru)其操作壓(ya)力P絕=4(kgf/cm2),操作(zuo)溫度爲💘150℃(此(cǐ)壓力下的(de)飽和溫度(du)爲143℃)時,可用(yòng)上述方法(fǎ)求出操作(zuo)溫度👉爲20℃時(shi)壓縮空氣(qì)🧡的操作壓(yā)力,計算如(rú)下。
首先按(àn)上述方法(fa)計算出此(ci)操作條件(jian)下的蒸汽(qi)粘度。

　　(kgf/cm2)。在此(ci)操作狀态(tài)下,由于qm=Vρ, ρ值(zhi)不變,欲想(xiǎng)達到ReD氣=ReD汽(qì),且qm氣/qm汽=1.2716條(tiao)件,v值😘體❤️積(jī)量應增大(da)爲原來量(liàng)的1.2716倍。
　　通過(guo)上述計算(suàn)可知,蒸汽(qi)的壓力、溫(wen)度不同,所(suǒ)對應⭐的📱壓(yā)縮空氣🤞的(de)操作壓力(lì),在操作溫(wen)度一定的(de)前題下(室(shì)溫)是⛹🏻‍♀️不同(tóng)的。也可說(shuo),現場蒸汽(qi)運行條件(jian)盡管千差(cha)萬别,隻要(yào)知道被檢(jian)定的蒸汽(qi)流量計現(xian)場運行的(de)操作壓力(li)、溫度♍等條(tiáo)件,如果以(yi)壓縮空氣(qì)作介質檢(jian)定蒸汽流(liú)量計時,都(dōu)可以求出(chū)其對應的(de)操作⁉️壓力(li)和溫度👅條(tiao)件。
　　無論是(shi)用蒸汽流(liú)量計現場(chǎng)運行條件(jian),求出壓縮(suo)空氣的操(cao)作🔞條件,進(jin)行蒸汽流(liú)量計的檢(jiǎn)定,還是用(yòng)蒸汽流量(liàng)計檢定裝(zhuāng)置設計的(de)蒸汽運行(hang)條件,求出(chu)的壓縮空(kong)氣操作條(tiao)件,進行蒸(zheng)汽流量計(ji)檢定(從檢(jian)定誤差等(deng)方面分析(xī),兩💃🏻種方法(fa)各有利弊(bì)),都存在一(yī)個在實驗(yan)室條件下(xià)檢定後,如(rú)何轉換到(dào)現場操作(zuo)條🈲件下運(yun)行的儀🔆表(biǎo)誤差問題(ti)。
3誤差的消(xiao)除
　　爲了适(shì)應上述轉(zhuan)換,檢定記(ji)錄表時,應(yīng)增加如下(xia)内容,如☁️下(xia)表所🈲示。
從(cong)表中可以(yi)看出,我們(men)前面論證(zheng)的計算實(shi)質是将b值(zhí)轉換爲。值(zhi),檢定後得(de)到。1一。值後(hou)還需再進(jìn)一步轉換(huan)。
　　第一步是(shi)将C值轉換(huan)爲修正後(hou)的蒸汽流(liú)量d值。這個(gè)轉換過程(cheng),實際是将(jiāng)常溫20℃下的(de)量轉換爲(wei)對應蒸汽(qi)條件🏒(溫度(du))下的量,因(yin)爲這兩種(zhǒng)狀态溫度(dù)相差較大(da),會給不同(tong)類型、不同(tong)材質的蒸(zheng)汽流量計(ji),造成不同(tong)的影響,即(jí)産生的誤(wu)差不同。對(dui)于孔闆差(chà)壓式流量(liang)🈲計,孔闆的(de)孔徑受熱(rè)膨脹,孔徑(jing)變爲D=D20·〔1+λD(t-20)〕;而對(duì)夾裝式渦(wō)😘街蒸汽流(liú)量計,可采(cǎi)用K修=K〔1一λD(t一(yi)20)〕式。故依據(ju)此原理來(lái)進行計算(suàn)修正這部(bu)分誤差。而(er)分流旋翼(yi)式等蒸汽(qì)流量計,應(ying)通過大量(liang)🥰的實踐數(shù)據,找出正(zhèng)确的修正(zheng)系數或修(xiu)正公式。這(zhè)項📐工作可(kě)以邊實踐(jian)邊積累,先(xian)🤞找出粗的(de)(誤差較大(dà))系數應用(yong),以後再進(jìn)一步作細(xi)緻工作,最(zui)後找出正(zheng)确的💛修正(zhèng)因子,使理(li)論上對應(ying)🏃‍♂️的c值,很容(rong)易地轉換(huàn)爲真實條(tiao)✌️件下的蒸(zhēng)汽量d值。

　　第(di)二步是将(jiāng)修正後的(de)蒸汽量d值(zhí)轉換爲現(xiàn)場運行條(tiáo)件下㊙️的💜蒸(zhēng)汽流量qm值(zhí)。
　　如果檢定(dìng)蒸汽流量(liàng)計的壓縮(suo)空氣的運(yùn)行條件,是(shì)🛀在🥰現場♌實(shi)際操作條(tiao)件下推算(suàn)出來的,流(liú)量計檢定(ding)後轉換到(dào)第一步d值(zhi)即可,d值也(ye)即是現場(chǎng)運行條件(jian)蒸汽量qm值(zhí)。如果壓縮(suō)空氣運行(hang)✔️條件是由(you)蒸汽流量(liàng)計檢定裝(zhuang)置、的固定(ding)的蒸汽條(tiao)件推算出(chu)來的,還需(xu)要這第二(er)步轉換。這(zhe)個轉換可(ke)采用密度(du)校正系數(shù)🌐法進行修(xiu)正。
4結論
　　采(cai)用壓縮空(kōng)氣代替蒸(zhēng)汽檢定蒸(zhēng)汽流量計(jì),其意義重(zhong)大,難度亦(yi)✉️大。其檢定(ding)誤差分析(xi)也是難題(ti)之一,因它(tā)涉及的因(yīn)素👌、環節多(duo),需作專題(tí)探讨。

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