摘要:介紹了孔(kong)闆差壓式流量(liang)計 測量水蒸氣(qi)的工作原理,對(duì)導緻孔闆差壓(yā)式流量計産生(sheng)測量誤差的各(ge)種内.外因素進(jin)行了分析,并闡(chǎn)述了相應的📧校(xiao)正補償方法,爲(wèi)今後孔闆差壓(ya)式流量計👅的設(she)計和使用提供(gong)了借鑒。
　　目前,國(guo)内外用于水蒸(zhēng)氣流量測量的(de)儀表主要包括(kuò): 孔闆流量計 、 渦(wo)街流量計 、 轉子(zǐ)流量計 和.彎管(guǎn)流量計等儀表(biao)。其中,孔闆差壓(yā)式流量計是國(guo)内外🏒最💜早⭐得以(yi)研究.試驗數據(ju)最爲完善、實踐(jian)經驗最🔞爲豐富(fù)、标準化程度🧡高(gao)的流量計，因其(qí)結構簡單、制造(zao)成本較低、性能(néng)比較穩定、使用(yòng)壽命較長且已(yǐ)标準化,因而在(zai)工✉️業上得到了(le)最廣泛的應用(yòng)。孔👄闆流量計由(you)節流裝置、一定(ding)長度的直管段(duan)、引壓管、 差壓變(biàn)送器 、 壓力變送(sòng)器 、 溫度變送器(qi) 和流量計算機(ji)等組成。在使用(yong)過程中,盡可能(neng)地減小流量測(ce)量誤差,降低水(shuǐ)蒸氣人爲損耗(hào),對企業的生産(chǎn)經營具有重要(yào)的意義.
1孔闆工(gōng)作原理及誤羞(xiū)補償方法
1.1孔闆(pan)式流計的工作(zuo)原理
　　 孔闆式流(liu)量計 采用差壓(ya)式測量方法對(dui)流量進行測量(liang),即在管道内❌裝(zhuang)人節流元件一(yi)孔闆。當水燕氣(qi)流過孔闆時,流(liu)體速度增大,壓(yā)💋力減小，于🌐是在(zài)孔闆的前後産(chan)生差壓,利用具(jù)有一♈定設計尺(chi)寸的孔闆測量(liang)水燕氣流量,在(zai)保證🌏孔闆前後(hòu)有足.夠的直管(guan)段等條件下,孔(kong)🈲闆前後的差🔅壓(yā)将随流量的變(bian)化而變化，且兩(liang)者具有确定的(de)關🚶系,因此可以(yǐ)通過測量差壓(ya)得到水蒸氣的(de)流量。根據國标(biao)GB/T2624:1993,對于⚽标準節流(liú)裝置,差壓△P與流(liu)量q=的函數關系(xì)爲:
 
　　式中:qm爲質量(liàng)流量,kg/s;C爲流出系(xi)數;D爲管道内徑(jìng),m;e爲節流件正🐪端(duan)取壓口平面上(shàng)的氣體膨脹系(xì)數;d爲工作條件(jian)下節流件的開(kai)孔直徑,m;ρ爲節流(liú)件人口端流體(tǐ)密度,kg/m³.
1.2流出系數(shu)C的補償.
　　流出系(xì)數C是表征孔闆(pan)節流裝置特性(xìng)的主要參數,是(shì)雷諾數Re和β的曬(shài)數,它是一個随(suí)流量變化的量(liàng),其值随Re的增大(da)而減小,當Re大于(yú)--定值趨向無窮(qióng)大時,C趨向于常(chang)數Ck,而孔徑比β越(yuè)大,C的變化幅度(du)也越大,使C趨♊向(xiang)于常數Ck的Re也越(yuè)大🌂,C與β和Re之間的(de)定量關系爲:
 
　　對(duì)于給定的标準(zhǔn)孔闆,當β爲常數(shù)時,C僅是Re的函數(shù)C=f(Re)。在公式(1)中💃,将C用(yòng)公式(2)而不是一(yī)個常數來代替(tì),可提高計量的(de)精度。
1.3水蒸氣膨(péng)脹系數e的補償(cháng)
　　差壓式流量計(ji)在用來測氣體(tǐ)和蒸氣流量時(shi)，流體流過節流(liu)裝置在節流件(jian)兩邊都要産生(shēng)一定的差😍壓,在(zài)節流件的下遊(yóu)靜壓降低,将出(chu)現流東膨脹，流(liu)束的這種膨脹(zhang)❄️使得節流裝置(zhì)的輸出(差.壓)--輸(shu)人(流量)關系同(tóng)不可壓縮流體(ti)之間的偏.差。如(rú)果不對這種偏(piān)差進行校正,将(jiāng)會導緻流量.示(shi)值偏高千分之(zhī)🥵幾到百分之幾(ji)，尤其是流量在(zài)較.大範圍内變(biàn)化時,産生的誤(wù)❄️差會更大,因此(cǐ)更有必要對其(qí)進行修正。
1.4孔闆(pan)流量計變更程(cheng)後的修正
　　盡管(guǎn)改變差壓變送(sòng)器的差壓範圍(wei)是非常容易的(de)事,但不能隻對(duì)差壓範圍做調(diào)整就萬事大吉(ji)。.這是⭐因爲🔴孔闆(pǎn)🐅流量計量程變(biàn)更後,管道中的(de)常用流速等參(can)數将發生變化(hua),流出系數也相(xiang)應有所變化,因(yin)此需從已知節(jie)流裝置數據(從(cong)節流裝置計算(suàn)書查得)和其他(ta)有關流量數據(jù)(如:變更後的💋流(liú)量上限及㊙️常用(yòng)流量)計⛷️算出新(xīn)的差壓上限。實(shi)踐證明,若量程(chéng)縮小後.C和Ɛ均增(zēng)大,相應的質量(liang)流量會偏大。
1.5密(mi)度ρ的補償
　　在其(qí)他參數不變的(de)情況下，qm與ρ之間(jian)的關系爲:qm=kp√ρ.可以(yǐ)看出,水蒸氣的(de)流量與其密度(du)的平方根成正(zhèng)比關系。水蒸氣(qi)是可壓縮性氣(qì)體,當其壓力、溫(wēn)度變化時,其密(mi)度将發生明顯(xiǎn)變化,這将引起(qǐ)流量很大的誤(wù)差。實際流體狀(zhuang)态(壓力、溫度)與(yǔ)流量計設🈲計時(shí)的狀态(壓力、溫(wēn)度💋)偏離造成的(de)相對誤差可由(you)公式(3)表示:
 
　　假如(ru)設計孔闆流量(liàng)計時是按照1MPa和(he)285℃所對應的過熱(rè)水蒸🔞氣密度‼️ρ=4.374kg/m³設(she)計的,則密度的(de)變化造成的測(cè)量誤差可能很(hen)🥰大，當壓力大且(qie)溫度低時,測量(liàng)值偏大:當壓力(lì)低且溫度高時(shí),測量值偏👉小。水(shuǐ)蒸氣的實際狀(zhuàng)态偏離孔闆實(shí)際狀态越嚴重(zhong)，所引起的誤差(cha)越大🐅。要補償密(mi)度❄️變化所引起(qi)🐉的這種誤差,就(jiu)不能将公🥵式(1)中(zhōng)的ρ以設♉計工況(kuang)下的密度🛀來代(dai)人,需要将ρ看作(zuò)🌈.壓力和溫度的(de)函🈚數,即ρ=f(P,t)。這💘也就(jiù)是一般智能流(liú)量積算儀均要(yao)對過熱蒸汽進(jin)行壓力溫度補(bu)償的原因。
1.6孔闆(pan)内徑d和管徑D的(de)誤差補償
　　測量(liang)水蒸氣流量時(shi),如果設計工況(kuang)爲200℃，孔闆内徑爲(wei)❄️d,則孔闆内💞徑🌂在(zài)實際工作狀态(tai)下的修正公式(shì)爲：
 
　　實際上d和D偏(piān)離設計值造成(cheng)的後果就是流(liú)量測量⛱️系統的(de)滿度值發生了(le)變化,如果将d和(he)D的實際值測量(liang)出來,代💜入公㊙️式(shì)計算出與此實(shí)際值相對應的(de)流量滿度❄️值,然(rán)後用新的滿度(dù)值代替原設計(ji)值,置人流量顯(xian)示儀表,則系統(tong)運行後,尺寸誤(wu)差🤟對測量系統(tong)的影響就能得(dé)到完全的校正(zheng)，這也就是每台(tái)流量計在投入(rù)使用前進行修(xiu)正計算的主要(yào)工作。
2常見誤差(cha)原因分析
2.1實際(ji)工作狀态引起(qi)的誤差
　　标準孔(kǒng)闆是按照特定(ding)的已知條件進(jìn)行設計的，但在(zai)工🎯作過程中,被(bei)測量介質的各(gè)種參數(如溫度(du)、密度、壓力.黏度(du)等)與标準孔闆(pǎn)的額定數值有(yǒu)所不同。如在常(cháng)溫附近時,若被(bèi)測量介質爲氣(qì)體,溫度每變🔅化(huà)10℃,氣體的密度則(zé)變化3%左右;在♈1個(ge)大氣壓下,被測(ce)氣體壓力每變(bian)化10Pa,密度則變化(hua)10%左右。所以在用(yòng)标準孔闆測量(liang)氣體時🏒，必須考(kǎo)慮氣體溫度和(he)壓力的變化🌈,以(yǐ)進行适當的修(xiū)正。
2.2安裝不正确(que)引起的誤差
　　對(duì)于标準孔闆,爲(wei)了保證被測量(liang)介質流量的精(jīng)度,标準孔🏒闆一(yi)定按規定要求(qiú)進行正确安裝(zhuang),否則将會産📧生(shēng)一定的測量誤(wu)差🍓。
(1)孔闆的銳面(mian)應迎着流體的(de)方向,以确保孔(kong)闆的方向安裝(zhuāng)正确♉。
(2)孔闆的前(qian)端面與管段軸(zhou)線應保證垂直(zhi),最大傾斜度應(yīng)小于1度。
(3)若工作(zuò)環境的測量精(jīng)度要求較高,爲(wèi)了提高測量的(de)精度🔅，建議标準(zhǔn)孔闆前後的直(zhí)管段應盡量采(cǎi)用标準直管段(duan),然後再與主管(guǎn)道聯接。
(4)新安裝(zhuāng)的管道在安裝(zhuāng)孔闆前,應對管(guan)道進行沖洗和(he)掃線操作,從而(ér)避免掃線時損(sun)傷孔闆的銳面(mian),且管道🐉内的雜(za)物在孔闆前後(hòu)堆積也會降低(dī)測量的精度。
(5)孔(kǒng)闆在使用過程(chéng)中,由于受被測(ce)量介質溫度的(de)影🎯響,其自身👌會(hui)🐅産生線膨脹,爲(wei)了保證其端面(miàn)的平面度和對(duì)軸線垂♍直度,在(zai)安裝過程中,要(yao)考慮其工作過(guo)程時的自由㊙️伸(shēn)縮性。
(6)孔闆的密(mì)封墊片不能伸(shen)入管道中,應盡(jìn)量薄，一般💜厚度(du)應小于0.03D。
2.3孔闆入(rù)口邊緣磨損引(yǐn)起的誤差
　　标準(zhǔn)孔闆在使用過(guo)程中，被測量介(jie)質對孔闆的沖(chòng)刷🤟腐蝕往🌈往會(huì)造成測量裝置(zhi)的幾何形狀和(hé)尺寸産生不同(tóng)程度的變化。長(zhang)期使用後,孔闆(pan)邊緣的銳角會(huì)變鈍,在相👨‍❤️‍👨同體(ti)積的被測量介(jiè)質經過時所産(chan)生的壓差△p将變(bian)小，标準孔闆的(de)示值會偏低,從(cong)而引起測量誤(wu)差👅,爲了保證測(ce)量的精度，應定(ding)期對孔闆⚽進行(hang)校驗，清洗，以減(jiǎn)小對孔闆的沖(chòng)蝕和污物堆積(jī)。
2.4引壓管路安裝(zhuāng)不當引起的測(ce)量誤差
　　引壓管(guǎn)路應垂直或傾(qing)斜安裝，其傾斜(xie)度應大于1:12,在引(yin)壓管路的安裝(zhuāng)過程中,應保證(zheng)彎曲處圓滑過(guò)渡,彎曲半徑應(ying)大于引♌壓管外(wài)徑的5倍，在測量(liang)不同的介質時(shí),引壓管的長度(du)和内徑要符合(he)安裝規定的要(yao)求。
2.5引壓管路堵(dǔ)塞引起的測量(liàng)誤差
　　标準孔闆(pǎn)在使用過程中(zhōng),要保證其引壓(ya)管暢通,避🔴免堵(dǔ)塞,放空閥、三閥(fá)組.腰式法蘭及(jí)連接件的密封(fēng)性能應保證處(chù)于良好狀态,不(bu)能有洩漏。爲了(le)減少此類誤差(cha)，平時應加強☁️管(guǎn)理.提高操作人(ren)員的素質,在使(shǐ)用過程中,操作(zuo)人員應做好系(xi)統的😍檢修.維護(hu)和保養工作,延(yan)長其使用🌈壽命(ming),從而減小測量(liang)誤差的産生。
3結(jié)語
　　使用孔闆差(cha)壓式流量計測(ce)量水蒸氣的流(liú)量涉及一系列(lie)的問🏃🏻題,包括檢(jiǎn)測裝置、顯示裝(zhuāng)置.前後直管段(duàn)以及輔👨‍❤️‍👨助設備(bei)等,要保證水蒸(zheng)氣流量測量的(de)精📧度,必須做到(dao)合理選型，正确(què)安裝與調❤️試，及(ji)時維護與保養(yang),并對測量部♉分(fen)可能引人的誤(wu)差進行适當💃的(de)補償和校正。因(yin)爲在使用過程(cheng)中,當流量和壓(ya)力波動較大時(shí)💞,從流量系數與(yǔ)流東膨脹系數(shù)所🌈引人的系統(tǒng)誤差較大,另外(wai)孔闆長期運行(hang)後銳角會變鈍(dùn)、幾何尺寸會發(fā)生變化,系統的(de)測量精⚽度就會(huì)下降,有時甚至(zhì)無法進行🈲正常(chang)測量，所以平時(shi)應加強🚩管理,盡(jin)量減小測量誤(wu)差的産生。

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