摘要(yào):以差壓(yā)流量計(jì) 的選型(xíng)計算，主(zhu)要針對(dui) 孔闆流(liu)量計 進(jin)行并解(jie)讀了相(xiang)關的國(guo)家标準(zhun),運用VC++軟(ruan)件作爲(wèi)程序開(kai)⛹🏻‍♀️發的工(gōng)具,以實(shi)際工程(chéng)爲例,探(tan)索了孔(kong)闆流量(liàng)計的孔(kong)闆直徑(jìng)🛀🏻、直徑🔴比(bǐ)等标準(zhǔn)計算方(fāng)法與軟(ruan)件計算(suan)方法。本(běn)文解決(jue)了在項(xiàng)目中，用(yòng)于孔闆(pan)流量計(jì)采辦的(de)文件如(ru)數據表(biao)㊙️和孔闆(pǎn)流量計(ji)計算書(shu)等,需要(yào)對孔闆(pan)的規格(ge)和尺寸(cùn)進行初(chū)步計算(suan),确定孔(kong)闆的孔(kǒng)徑、直徑(jing)比等⛷️參(can)數的問(wèn)題。将繁(fan)瑣的計(jì)算變得(de)方便可(kě)行,計💋算(suàn)程序簡(jiǎn)練,節省(shěng)人工時(shi)間,且結(jie)果較爲(wèi)正确确(que),方便需(xū)要采取(qu)專用的(de)計算軟(ruǎn)件數據(ju)表中的(de)工藝參(cān)數等進(jin)行校核(hé)檢驗🔆,完(wán)成了一(yi)套孔闆(pǎn)流量計(ji)的選型(xíng)計算的(de)程序。
　　差(chà)壓流量(liang)計是一(yī)種測定(ding)流量的(de)儀器。它(tā)是利用(yòng)流㊙️體♍流(liu)👌經節流(liu)裝置時(shí)所産生(sheng)的壓力(li)差與流(liú)量之間(jian)存在的(de)一定關(guan)系的原(yuan)理,流量(liàng)的測定(ding)通過測(ce)量壓✂️差(cha)來實現(xian)。在石油(yóu)、化工、供(gòng)熱、供水(shuǐ)、冶金⭐、電(diàn)力等領(lǐng)域的測(cè)量和過(guò)程控制(zhi)都有廣(guang)泛的應(yīng)用。流量(liàng)儀表的(de)兩個功(gong)用,在過(guo)程自動(dong)化儀表(biǎo)與裝置(zhi)中分别(bie)是:測量(liàng)物料數(shù)量的🐆總(zong)量表和(he)過程自(zì)動化控(kòng)制系統(tong)的檢測(ce)儀表。節(jiē)流裝💘置(zhi)的有孔(kǒng)闆、噴嘴(zuǐ)和文丘(qiū)裏管,它(ta)是在管(guǎn)道中安(an)裝的一(yī)個局部(bù)收縮的(de)元件。本(ben)文将主(zhǔ)要介紹(shào)孔闆流(liú)量計的(de)選型計(ji)算與程(chéng)序開發(fa)。孔闆流(liú)量計可(ke)測量氣(qì)體、液💃體(tǐ)、蒸汽及(jí)天然氣(qi)的流量(liang)。孔闆流(liu)量計被(bèi)廣泛應(ying)用于煤(mei)炭、化工(gong)、建築、交(jiao)通、醫♌.藥(yao)、農業、輕(qīng)紡、食品(pǐn)環境保(bao)護及人(ren)類生活(huó)的各個(gè)所需領(ling)域,是發(fā)展工業(yè)及農業(yè)生産,能(neng)源節約(yuē),産品質(zhì)量改進(jin)，經濟效(xiào)👉益提升(shēng)和管理(lǐ)水平♍提(tí)升的重(zhòng)要工具(jù),在國民(mín)經濟中(zhong)占有十(shi)分顯著(zhe)的地位(wèi)。
　　孔闆流(liú)量計流(liú)裝置的(de)結構比(bǐ)較簡單(dan),性能可(kě)靠穩定(ding),并且🐆十(shi)分牢固(gù),價格較(jiao)低,使用(yong)壽命長(zhang),在工業(ye)中經常(chang)用到孔(kong)闆流量(liàng)計,并能(neng)經過嚴(yan)格的校(xiao)驗檢測(cè),整個加(jiā)工過程(chéng)均采用(yong)國際标(biao)準。孔闆(pǎn)流量計(jì)由于流(liú)速增加(jia)可以使(shi)靜壓力(li)變低♊,壓(ya)差即在(zài)節流件(jiàn)前👈後便(biàn)産生了(le)壓力降(jiang),在節流(liu)件前後(hou)産生的(de)壓差由(yóu)于介質(zhì)流動的(de)流量增(zēng)大而增(zēng)🆚大，因此(ci)，通過測(ce)量壓差(cha)來衡量(liàng)流體流(liu)量的大(dà)小孔闆(pǎn)流量計(ji)是可以(yi)達到的(de)。這種測(cè)量方法(fa)是根據(ju)流動連(lian)續性定(dìng)律和能(néng)量守恒(heng)守恒定(ding)律爲基(ji)正确定(ding)的。
　　孔闆(pan)流量計(jì)的節流(liu)件前後(hòu)産生的(de)靜壓力(lì)差,該壓(yā)♻️力差與(yu)流量存(cun)在着一(yi)定的函(hán)數關系(xi),流量越(yue)大,壓力(lì)差相應(ying)越大。差(chà)壓信号(hào)🐪傳送給(gei) 差壓變(bian)送器 ,轉(zhuǎn)換成4~20mA.DC模(mó)拟信号(hao)輸出,遠(yuǎn)轉給流(liu)量計算(suan)儀,實現(xian)流體流(liú)量的計(jì)🐅量。 質量(liàng)型流量(liàng)計 ,經過(guò) 智能型(xing)差壓變(biàn)送器 ,自(zi)動補償(cháng)工況溫(wen)/壓後,實(shí)現對流(liú)體質量(liàng)流量的(de)測量。
　　在(zai)設計項(xiàng)目中如(rú)數據表(biao)和孔闆(pan)流量計(jì)算書等(děng)文🧡件用(yong)于孔闆(pǎn)流量計(ji)的采辦(ban),需要對(dui)孔闆的(de)規格和(hé)尺寸進(jin)行初步(bu)計算,确(que)定孔闆(pǎn)的孔徑(jing)、直徑比(bǐ)等參數(shù)。其計算(suàn)過程較(jiào)爲複🍓雜(zá),通過人(ren)工計算(suan)費時費(fèi)力,且難(nán)以得到(dao)正确的(de)結果,需(xu)要采取(qu)專用的(de)計算軟(ruan)🏃🏻件。基于(yu)如上考(kao)慮,本文(wen)解讀了(le)GB/T2624.2-2006對孔闆(pǎn)流量計(jì)進行計(jì)算選型(xing)的方法(fa),并通過(guo)VC++語言🧑🏾‍🤝‍🧑🏼進(jìn)行編程(cheng),完成了(le)一套孔(kong)闆流量(liàng)計的選(xuǎn)型計算(suàn)的,取得(dé)了令人(ren)滿意的(de)結果。
1孔(kong)闆流量(liang)計的計(ji)算方法(fǎ)
1.1孔闆流(liu)量計原(yuan)理
　　如圖(tú)1所示流(liu)體流經(jīng)節流元(yuan)件時的(de)壓力、速(su)度變化(huà)情況。從(cóng)圖🧡中可(kě)見,沿水(shui)平管靠(kào)近流動(dòng)到節流(liu)元件👣前(qian)的截面(mian)1處的流(liú)體,流束(shù)♌開始收(shōu)縮,靠近(jìn)管壁處(chu)的流體(tǐ)将向管(guǎn)道中心(xīn)加速,而(er)管🛀🏻道中(zhōng)心處流(liu)體的壓(ya)力開始(shi)下降。由(yóu)于慣性(xìng)作用,流(liu)束的最(zuì)小截面(miàn)位置不(bu)在節流(liú)元件處(chù)由于流(liú)體流過(guò)節流☎️元(yuan)件後流(liu)束繼續(xù)收縮的(de)原因,而(er)在節流(liú)元件後(hòu)的截面(miàn)2處(此位(wèi)🛀🏻置随流(liú)量大小(xiǎo)而變)，此(cǐ)處流體(ti)平均流(liu)速U2最大(dà),壓力p2最(zuì)低。截面(mian)2後,流束(shu).逐漸擴(kuò)大。在截(jié)面3處,流(liu)體速度(du)Uz恢複到(dao)節流前(qian)的速度(dù)U1(U3=U1),流束又(you)充滿管(guǎn)道。壓力(li)P3不能恢(huī)複到原(yuan)來的數(shu)值p1,由于(yu)流體流(liu)經節流(liu)元件時(shi)會産生(shēng)漩渦以(yǐ)及鹽城(chéng)的摩擦(cā)💃🏻阻力等(deng)會造成(cheng)能量損(sǔn)失的原(yuán)因,P1與p3的(de)差值δp=p1-ps稱(chēng)爲流🔴體(ti)流經節(jiē)流元件(jian)的壓力(lì)損失。
 
1.2節(jie)流裝置(zhi)設計計(jì)算分類(lèi)
　　孔闆流(liú)量計的(de)設計與(yu)制造主(zhǔ)要參照(zhao)以下标(biāo)準:ISO5167Measurementoffluidflow-DifferentialPressureDevices,2003/GB/T2624用安(ān)裝在工(gōng)程項目(mu)設計中(zhong),需要根(gen)據孔闆(pǎn)流量計(jì)所安裝(zhuang)的管道(dào)等級,以(yi)✍️及工藝(yi)專業提(ti)供的不(bu)同工況(kuàng)下的流(liú)量,對孔(kǒng)闆流量(liang)計進行(háng)選型,同(tong)時計算(suan)孔闆的(de)孔徑以(yi)🍓及Beta系數(shu)。
1.3孔闆流(liú)量計孔(kǒng)徑計算(suàn)方法
　　一(yī)次裝置(zhi)安裝在(zài)充滿流(liú)體的管(guan)線中确(que)立爲測(cè)量原理(lǐ),裝人一(yi)次裝置(zhì)後裝置(zhì)的.上遊(yóu)側與喉(hou)部或下(xia)遊側之(zhī)間産生(shēng)‼️一個靜(jìng)壓差。假(jia)設該裝(zhuang)置與經(jīng)過校☁️準(zhun)的一個(ge)裝置幾(ji)何相似(si)且使用(yòng)條件相(xiàng)同,據該(gai)壓差的(de)實測值(zhí)和流動(dòng)流體的(de)特🏃‍♀️性以(yi)及裝💃🏻置(zhi)的使用(yòng)環境,從(cóng)而确定(dìng)流量。
1.3.1流(liú)量計算(suan)
　　GB/T2624裏規定(ding)的不确(què)定度限(xiàn)值,質量(liàng)流量差(chà)壓的關(guān)系符合(he)☁️,因此流(liú)量♻️公式(shì)可用以(yǐ)下公式(shì)确定。
 
式(shi)中:qm-質量(liang)流量,kg/s;
9v-體(tǐ)積流量(liang),m³/s;
C-流出系(xì)數;
Ɛ-可膨(péng)脹系數(shu);
β-直徑比(bi),β=d/D;
d-節流件(jiàn)開孔直(zhi)徑,m;
D-管道(dào)内徑,m;
ρ1-被(bei)測流體(tǐ)密度,kg/m³;
△p-壓(ya)差,Pa。
1.3.2節流(liú)裝置開(kai)孔直徑(jìng)d和管道(dào)内徑D計(jì)算式
d=d20[1+λd(t-20)](3)
D=D20[1+λd(t-20)](4)
式(shì)中:d20-20℃下節(jie)流元件(jiàn)開孔直(zhi)徑;
D20-20℃下管(guan)道内徑(jing);
λd一節流(liú)材料膨(peng)脹系數(shù);
λD一管道(dao)材料膨(peng)脹系數(shu)。
1.3.3流出系(xì)數計算(suàn)式
　　C爲不(bú)可壓縮(suō)流體确(què)定的表(biǎo)示通過(guo)裝置的(de)實際流(liú)量與✏️理(lǐ)論流量(liang)之間關(guan)系的系(xì)數,對于(yu)給定安(an)裝條件(jian)下的給(gei)定一㊙️次(ci)裝置,流(liu)出系數(shu)僅與雷(lei)諾數有(yǒu)關。由下(xia)式表示(shì):
 
　　可膨脹(zhàng)系數ε取(qǔ)決于雷(lei)諾數值(zhí),也取決(jué)于氣體(ti)的壓力(lì)比和等(deng)熵指數(shu)值。
　　表示(shì)這些變(biàn)化的方(fāng)法是以(yi)膨脹性(xìng)(膨脹)系(xì)數乘一(yī)次裝置(zhi)🐕的流出(chū)系數C。流(liu)出系數(shù)利用雷(léi)諾數值(zhi)相同的(de)液體直(zhi)🚩接校準(zhun)後确定(dìng)。
　　當流體(ti)不可壓(ya)縮時(液(yè)體),ε等于(yu)1,當流體(tǐ)可壓縮(suō)時(氣體(tǐ)),ε小于1。
　　事(shi)實表明(míng)ε實際上(shang)與雷諾(nuo)數無關(guan)。對于給(gěi)定一次(ci)裝置的(de)給定直(zhí)☂️徑比,ε隻(zhī)取決于(yu)壓力比(bǐ)和等熵(shāng)指數，因(yin)此本法(fǎ)是可行(hang)的。
當直(zhí)接計算(suàn)法不能(néng)解題時(shi),需要采(cai)用叠代(dài)計算法(fa)。
　　以孔闆(pǎn)爲例,始(shǐ)終需要(yào)叠代計(ji)算法來(lai)計算。原(yuan)則是把(bǎ)基本.流(liu)量㊙️方程(chéng)中所有(you)--緻的值(zhí)重新組(zu)合在一(yi)個項内(nèi),而将未(wèi)知的值(zhi)😍組合在(zai)一項内(nei)。
　　把已知(zhī)數組合(hé)在方程(cheng)的一邊(biān),将未知(zhi)數放在(zài)方程的(de)另一邊(bian)。
 
(2)計算β1:由(yóu)β0、k、△代入ε公(gōng)式計算(suàn)ε0;由β0、ReD、D代人(ren)C公式計(ji)算C0;由C0、ε0、A2代(dài)入β公式(shì)計算B0.
(3)計(jì)算β2:由β1、k、△代(dai)入ε公式(shi)計算ε1;由(you)β0.ReD、D代人C公(gōng)式計算(suàn)C1;由C1、ε1、A2代入(ru)β公式計(jì)算🔞β2。
若滿(mǎn)足βn-βn-1<E(一般(ban)E=0.0001),叠代可(kě)停止,通(tong)常進行(háng)2~3次叠代(dài)即可。
2孔(kǒng)闆流量(liàng)計計算(suàn)程序開(kai)發
　　利用(yong)VC++語言将(jiāng)上述标(biao)準中的(de)計算公(gong)式進行(háng)編程,開(kai)🚩發出一(yī)⚽套孔🌂闆(pǎn)流量計(jì)關鍵參(can)數計算(suàn)工具。通(tong)過計算(suan)工具得(de)出孔.闆(pan)流量計(jì)中孔徑(jing)和直徑(jing)比等數(shù)值的計(ji)算結果(guo),并與實(shí)際項目(mu)中的計(ji)算值進(jin)行對比(bi)，以驗證(zheng)計算工(gong)具的正(zheng)确率。
2.1計(ji)算流程(chéng)
　　打開軟(ruǎn)件,輸入(rù)孔闆流(liu)量計相(xiàng)關已知(zhi)條件,黃(huáng)色框内(nei)爲必填(tian)數據(管(guan)道膨脹(zhang)系數、孔(kong)闆膨脹(zhang)系數、管(guan)道内徑(jing)、正常✊流(liu)量🧑🏾‍🤝‍🧑🏼工況(kuang)流量⚽、最(zuì)大流量(liàng)工況流(liu)量、密度(dù)、操作黏(nián)度、最大(dà)差壓等(deng)重要工(gong)❓藝參數(shu))。程序計(jì)算出✔️操(cāo)作工況(kuàng)下管道(dao)内徑,根(gen)據最大(dà)差壓值(zhí)計算出(chū)正❓常流(liu)量工況(kuang)下的對(dui)應的差(chà)壓值。根(gēn)據叠代(dài)計算法(fa)♋.原把基(jī)本流量(liàng)方程中(zhong)所有-緻(zhi)的值重(zhòng)新組合(he)在一個(gè)項内,而(er)将未知(zhi)✌️的值組(zu)合在一(yī)項内,計(ji)算出A2。根(gēn)據💛流㊙️量(liang)計算式(shì)确定直(zhi)🈚徑比公(gōng)式,進行(háng)叠代計(jì)算。直至(zhì)直徑比(bǐ)之差小(xiao)于0.0001,根據(jù)🤟直徑比(bi)計算孔(kǒng)徑以及(ji)其他㊙️參(cān)數,否則(zé)繼續進(jin)🔞行叠代(dài)🐆計算。
2.2程(cheng)序界面(miàn)
　　根據某(mǒu)項目孔(kong)闆闆流(liu)量計數(shù)據表,輸(shū)人孔闆(pǎn)流量計(ji)相關已(yi)知條件(jiàn),黃色框(kuàng)内爲必(bì)填數據(ju):管道膨(peng)脹系數(shu)、孔闆♈膨(peng)脹系數(shu)、管道内(nèi)徑、正常(chang)流量工(gōng)況流量(liang)、最大流(liú)量工況(kuàng)流量、密(mì)度、操作(zuò)黏度、最(zuì)大差壓(ya)。程序界(jie)面如圖(tú)2。
 
2.3計算結(jie)果輸出(chu)及結果(guǒ)對比分(fen)析
　　點擊(jī)計算,得(de)到直徑(jìng)比、流量(liang)系數、膨(peng)脹系數(shu)、計算孔(kong)徑等數(shù)值🌈的計(ji)算結果(guǒ)。輸出結(jié)果報告(gào),将計算(suan)工具的(de)計算結(jie)果與手(shou)動計算(suàn)值進行(hang)對比,結(jie)果如表(biǎo)1所示。
 
　　計(ji)算工具(ju)輸出結(jie)果與手(shǒu)動計算(suan)值基本(ben)接近,說(shuo)明計算(suàn)工具.正(zheng)💯确率較(jiao)高。此程(cheng)序可以(yi)得到應(ying)用。
4結論(lun)
　　本文運(yùn)用國家(jiā)标準計(jì)算方法(fǎ),以解決(jue)設計項(xiàng)目中孔(kǒng)闆流量(liàng)計選型(xing)與計算(suan)完成數(shu)據表、計(ji)算書的(de)編制工(gōng)作爲目(mù)标，以實(shí)際項目(mù)爲研究(jiū)對象,解(jiě)讀了GB/T2624.2-2006對(dui)孔闆流(liú)量計進(jìn)行計算(suàn)選型的(de)👅方法,并(bìng)通過VC++語(yǔ)言進行(háng)編程,完(wan)成了一(yī)-套🏃孔闆(pǎn)流量🐉計(jì)的選型(xing)計算,分(fen)析程序(xù)結果與(yu)🏃實際項(xiang)目中孔(kǒng)闆流量(liang)計數據(ju)表的結(jié)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻果一緻(zhi)性高,精(jing)度高。證(zheng)明此程(cheng)🤩序的編(biān)制至實(shi)現且㊙️功(gong)能可靠(kao)♊。
　　較正确(que)完成了(le)孔闆的(de)規格和(he)尺寸進(jin)行初步(bu)計算,确(què)💔定孔闆(pan)🏃🏻的孔徑(jìng)、直徑比(bi)等參數(shu)的問題(tí)。将繁瑣(suo)的計算(suàn)♊變得方(fāng)便可行(háng)，計算㊙️程(cheng)序簡練(lian),節省人(ren)工時間(jiān),且結果(guǒ)較爲正(zhèng)确,方便(biàn)需要采(cǎi)取專用(yòng)的計算(suàn)軟件數(shù)據表中(zhong)的工藝(yi)參數等(deng)進行校(xiào)核檢驗(yan),爲氣電(dian)集🔞團技(ji)術研發(fā)中心節(jiē)約了成(cheng)本。
　　但在(zài)運用程(cheng)序開發(fā)得出軟(ruan)件計算(suàn)孔闆流(liú)量計選(xuan)型的結(jié)果與實(shí)際項目(mù)中的孔(kong)闆流量(liàng)計選型(xing)結果對(dui)比,存在(zài)💃一定偏(piān)差。下一(yī)步将針(zhēn)對程序(xù)結果的(de)正确率(lü),對編程(cheng)進行進(jìn)一步修(xiū)訂。另外(wài)，爲提高(gāo)程序的(de)功能性(xìng),不僅可(kě)實現液(ye)體介質(zhì)下孔闆(pǎn)流⭐量計(jì)選型結(jie)果,還将(jiāng)優化程(cheng)序,實現(xian)氣體介(jie)質下的(de)孔闆流(liu)量計的(de)選型計(ji)算。

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