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蒸(zhēng)汽實流檢(jian)定渦街流(liu)量計不确(que)定度分析(xī)
發布時間(jian):2022-4-20 08:30:49
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[摘要]渦街(jiē)流量計
被(bèi)大量、廣泛(fan)地應用于(yú)蒸汽流量(liang)的計量,對(duì)渦街流量(liàng)計的檢定(dìng)目前主要(yao)采用以空(kōng)氣代替蒸(zheng)汽作爲檢(jian)定介,質進(jin)行檢定,不(bu)可避免地(dì)對檢定結(jié)果有一💋定(dìng)的影響。文(wen)章基于冷(leng)凝稱重法(fǎ)蒸汽💛流量(liàng)檢定裝置(zhi)對渦街⛹🏻♀️流(liú)量計進行(hang)檢定,并對(dui)結果進行(háng)分析,給出(chu)了在蒸汽(qi)實流标定(ding)下的不确(que)定度✍️評定(ding)方法及結(jie)果。
蒸汽在(zai)工業生産(chan)中是一種(zhong)重要的二(er)次能源,它(ta)的正确🔴計(jì)量對當前(qian)國内的節(jiē)能降耗,提(ti)高企業能(neng)源管理🌏水(shuǐ)平💚起着關(guan)鍵的作用(yong)。蒸汽由于(yú)其複雜的(de)物🏃🏻理特性(xìng)是其成爲(wei)流量計量(liang)中💘一個難(nan)于解決的(de)問題。目前(qian)用于
蒸汽(qi)流量計
量(liang)的儀表主(zhǔ)要有渦街(jie)流量計、分(fèn)流旋翼式(shì)流量計♌以(yi)及節🔅流式(shi)流量計等(deng),近幾年來(lái)渦街流量(liàng)計由于其(qi)壓損小、精(jing)度高、測量(liàng)範圍寬等(deng)特點,被大(da)量應用于(yú)蒸汽流量(liàng)的測量。渦(wō)街流量計(jì)可以用來(lái)計量液體(ti)、氣體以及(ji)蒸汽的流(liu)量,渦街流(liú)量計由🏃🏻傳(chuan)感器和轉(zhuan)換器兩部(bù)分組成。根(gēn)據卡門渦(wō)街原理,漩(xuan)渦發生體(tǐ)形成漩渦(wo)後,傳感器(qì)采集頻率(lü)信号,通過(guo)轉💁換器放(fàng)大、濾波處(chù)理後計算(suàn)并顯示瞬(shun)時流量和(hé)累計流量(liang)。
1蒸汽實流(liú)檢定裝置(zhi)的結構原(yuan)理
蒸汽實(shi)流檢定裝(zhuang)置的計量(liang)方法是蒸(zheng)汽冷凝稱(cheng)重☔法,是把(bǎ)蒸🈲汽經過(guò)一系列處(chu)理後,通過(guò)被檢定蒸(zheng)汽流量計(jì)後冷凝成(chéng)水進行稱(cheng)量,稱量的(de)水和通過(guò)流量計的(de)蒸汽量💔的(de)質量是相(xiàng)等的,同時(shí)采集通過(guò)流量計的(de)時✌️間,由流(liú)量公式計(ji)算得到流(liú)量,達到檢(jian)定流量計(ji)的目的。該(gāi)裝置主🐪要(yao)由穩壓罐(guàn)、電子秤、冷(lěng)凝器、換向(xiang)器、
溫度變(biàn)送器
、
壓力(lì)變送器
、冷(lěng)卻塔等組(zu)成,其工作(zuò)原理如圖(tú)1所示。
2渦街(jie)流量計實(shí)流标定下(xià)數學建模(mo)
蒸汽流量(liang)标準裝置(zhì)采用冷凝(níng)稱重法,是(shì)對流過蒸(zheng)汽💚流👈量儀(yí)表的質量(liàng)流量的計(jì)量,因此,用(yòng)蒸汽流量(liang)标準裝置(zhi)對渦街流(liú)量計🚩進行(hang)檢測,其單(dan)次測量的(de)♌誤差公式(shi)爲:
式中:E1爲(wèi)渦街流量(liàng)計示值誤(wu)差,%;mt爲渦街(jiē)流量計顯(xiǎn)示值,,kg;.ms爲标(biāo)準✨裝置的(de)流量示值(zhí),kg。
3不确定度(dù)分析
3.1标準(zhun)裝置的不(bú)确定度u,(m,)
标(biāo)準裝置的(de)不确定度(du)等級爲ur(ms)=0.2%,按(àn)正态分布(bu),k=2,則
ur(ms)=0.2%/2=0.1%
靈敏系(xì)數cr(ms)=მE1/მns=-1.02
3.2被檢流(liú)量計顯示(shì)值的不确(que)定度u,(m)
由于(yú)所選渦街(jiē)爲流量積(ji)算儀加渦(wō)街流量傳(chuán)感器的形(xíng)🐆式,此方式(shì)也爲當前(qian)大多數生(shēng)産廠家所(suo)采用👈,這裏(lǐ)👨❤️👨需要将流(liú)量傳感器(qi)與流量積(ji)算儀的不(bú)确定度共(gòng)同💔作爲
被(bèi)檢流量計(jì)顯示值的(de)不确定度(du)“[1]。
(1)數學模型(xíng)
式中:b爲阻(zǔ)流件的寬(kuan)度,m;`u爲流經(jing)流量計的(de)流體平均(jun)流速,m/sf爲旋(xuan)渦的頻率(lü),Hz,Sr爲斯特羅(luó)哈爾數;Qt爲(wèi)檢定期間(jian)流過流量(liang)🐪計的累積(jī)量,m³;s爲流量(liàng)計的流通(tōng)面積,m²;t爲檢(jiǎn)定時間,so
式(shì)中:ϱi;爲檢定(dìng)期間流經(jing)流量計的(de)蒸汽密度(dù),kg/m³;`P,爲檢定期(qī)間流經流(liú)量計的蒸(zhēng)汽平均壓(ya)力,MPa;`Tt爲檢定(ding)期間流經(jīng)流🏃🏻♂️量計的(de)蒸汽平均(jun1)溫度,K。
式中(zhōng):mt爲檢定期(qī)間流經流(liú)量計的蒸(zheng)汽累積質(zhì)量,kg;n爲檢定(ding)期❗間流經(jīng)流量計輸(shū)出脈沖數(shu)。
所以取0.9MPa,250℃蒸(zhēng)汽條件下(xia),靈敏系數(shu)cr(`pt)=1.03;cr(`Tt)=-0.5523;cr(n)=1。
(2)不确定度(dù)來源分析(xī)[2]
①用于流量(liàng)計密度計(ji)算的絕壓(ya)變送器的(de)不确定度(dù)😄ur,p;
②用于流量(liang)計密度計(jì)算的溫度(du)變送器的(de)不确定度(dù)㊙️ur,T;
③被檢流量(liàng)計各流量(liàng)點誤差重(zhong)複性ur,E,;
④被檢(jian)流量計的(de)平均誤差(cha)标準偏差(chà)ur,E。
(3)标準不确(que)定度分量(liang)評定
①流量(liàng)計密度計(jì)算的
絕對(duì)壓力變送(song)器
的不确(què)定度ur,(p)
選擇(ze)壓力變送(sòng)器允許誤(wu)差0.1%,壓力變(bian)送器在滿(mǎn)量程的2/3處(chu)使用💯,按矩(ju)形分布考(kao)慮。
④被檢流(liu)量計的平(ping)均誤差的(de)标準偏差(cha)u,`E
在用蒸汽(qì)量爲100kg的條(tiáo)件下,對流(liú)量儀表各(ge)個流量點(dian)進👉行🌍測量(liang),測量結果(guo)見表1。
4結論(lùn)
采用蒸汽(qì)冷凝法蒸(zhēng)汽流量計(jì)量檢定裝(zhuang)置對渦街(jie)流量💃🏻計✨進(jìn)行檢定,其(qi)不确定度(du)的分析與(yǔ)在空氣裝(zhuāng)置中采用(yong)标準👅表進(jìn)🏃🏻♂️行檢🌐定相(xiang)比較,由于(yú)存在以下(xia)✔️幾點區别(bié),使分析方(fāng)法🥰和結論(lùn)上存在差(cha)異。
(1)冷凝法(fa)蒸汽檢定(dìng)裝置中是(shi)對渦街流(liu)量計質量(liang)流😄量的計(jì)量,空🔞氣檢(jiǎn)定裝置中(zhōng)是對渦街(jiē)流量計體(ti)積流量的(de)計量。
(2)冷凝(níng)法蒸汽檢(jiǎn)定裝置中(zhong)溫變、壓變(biàn)是對蒸汽(qì)密度的計(jì)算,空♈氣檢(jian)定裝置中(zhong)是将體積(jī)流量換算(suan)成标準表(biǎo)條件下的(de)體積流量(liang)。
(3)數學建模(mó)方式存在(zài)本質性的(de)差異。
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