[摘要(yao)]差壓式孔(kong)闆流量計(ji) 廣泛用于(yu)貿易結算(suan)，通過各種(zhong)因素對差(chà)壓式孔闆(pan)流量計🌈計(jì)量結果的(de)影響，減少(shǎo)計量誤差(chà)的方法。從(cong) 差壓式流(liú)量計 的計(ji)算公式入(rù)手，确定影(ying)響因素，通(tong)過實際案(an)例确定影(yǐng)🐆響因素對(dui)實際計量(liang)結果的誤(wù)差，最終得(de)出以下結(jie)論:①在差壓(ya)爲0.1倍☂️最大(dà)值時，熱膨(peng)脹系數和(hé)流出🥵系數(shù)造成的相(xiàng)⭐對誤差👅最(zui)大，爲1.84%。②在壓(ya)力爲0.8MPa、溫度(du)爲250℃的變工(gōng)況狀态下(xia)，孔闆📧直徑(jìng)平均✌️線膨(peng)脹系💃數造(zao)成的相對(dui)誤差最🔞大(da)，爲0.85%。③由于查(cha)表法相對(dui)誤差較小(xiǎo)且使用方(fāng)便，因此密(mì)度選取方(fang)式一般采(cai)用查表法(fa)💰。
0引言
　　差壓(ya)式孔闆流(liu)量計分爲(wei)差壓裝置(zhi)、 差壓變送(sòng)器 和流量(liang)積算儀三(sān)大部分，工(gōng)作原理是(shì)當介質流(liu)過差壓🔆件(jian)，在左👣右兩(liang)側産生壓(yā)差，根據伯(bo)努利方程(chéng)和流動連(lian)續💜性方🔅程(cheng)，可計算出(chu)介質的瞬(shun)時流量。差(chà)壓式孔闆(pan)流量計相(xiang)關技術較(jiào)爲成熟，并(bìng)✏️且使用方(fāng)便、拆裝便(bian)捷、有相關(guan)的檢定規(guī)程、易于檢(jian)定☔，因此廣(guang)泛應用于(yu)蒸汽、液體(tǐ)及天然😄氣(qi)等介質的(de)貿易結算(suàn)。一♻️般情況(kuàng)下，計量數(shu)據較大，計(ji)量結果的(de)些許偏差(cha)就會造成(chéng)損失，因此(ci)☎️如何增加(jia)差壓式孔(kǒng)闆流量計(jì)的計🎯量正(zheng)确性重要(yao)。首先對差(cha)壓式孔闆(pǎn)流量計中(zhong)各種影響(xiang)因素進行(háng)分析，其次(ci)根據其檢(jian)定規程中(zhōng)的計算公(gōng)式入手，确(què)定影響因(yīn)素有熱膨(péng)脹系數、流(liu)出系數、孔(kǒng)闆直徑平(ping)均線膨脹(zhàng)系數、密度(dù)等參數，再(zài)次⛷️根據理(lǐ)論公式及(jí)大量工程(cheng)經🔴驗确定(ding)各個影響(xiang)因素之間(jian)的關系，最(zui)後通過實(shí)際案例确(què)定影響因(yīn)素對實際(jì)計量結果(guǒ)的誤差，并(bìng)找到了影(yǐng)響計量結(jié)果🌈的其他(ta)因素。通過(guo)各種因素(su)對✂️差壓式(shì)孔闆流量(liang)計計量結(jie)果的影響(xiang)，更好地理(li)解孔闆流(liú)量計的特(tè)性，通過與(yǔ)實際計量(liang)經驗結合(he)，保障孔闆(pǎn)流量🥰計計(jì)量結果的(de)正确性。
1.模(mó)型
　　差壓式(shì)孔闆流量(liang)計的流量(liàng)計算公式(shì)如~下:
 
　　公式(shi)(1)中:qm爲瞬時(shí)質量流量(liàng)，單位爲kg/s;C爲(wei)流出系數(shù)，無量綱;β爲(wei)直徑比，β=d/D;D爲(wèi)管道内徑(jìng)，單位爲mm;ε爲(wei)可膨脹系(xì)數;d爲開孔(kǒng)🌈直徑㊙️，單位(wei)爲mm;△p爲🔅差壓(ya)，單位爲kPa;ρ爲(wei)節流件正(zheng)端取壓口(kǒu)平面上的(de)流體密度(dù)，單位爲kg/m3.
在(zai)實踐過程(cheng)中，差壓式(shì)孔闆流量(liàng)計流量測(cè)量簡化🈲的(de)基本公式(shi)如下:
 
2檢定(dìng)規程步驟(zhou)
　　《差壓式流(liu)量計檢定(dìng)規程》中使(shi)用幾何檢(jian)測法對孔(kong)闆的6個參(cān)數進行檢(jian)定。
　　A面平面(miàn)度:将孔闆(pan)的A面朝上(shang)并放置在(zài)平闆上，找(zhao)到A面👄與平(píng)闆垂直的(de)最長距離(li)，用量塊或(huo)塞尺測量(liang)，該距離即(jí)A面的平面(mian)度。
　　A面及e面(mian)的表面粗(cū)糙度:以樣(yang)塊的表面(mian)粗糙度爲(wèi)标準，借助(zhu)放大鏡顯(xian)微鏡等工(gōng)具判斷A面(miàn)與e面的粗(cū)糙度,或🔴使(shi)用輪廓法(fǎ)觸針式♊表(biao)面粗糙度(du)測量儀測(cè)量A面及e面(mian)的粗糙度(dù)。
　　邊緣G、H、I:可借(jie)助放大鏡(jing)檢查G、H、I，并使(shǐ)用模壓法(fǎ)或反射光(guang)法測量入(ru)口👉邊緣圓(yuan)弧的半徑(jìng)。
　　厚度E及長(zhang)度e:用量具(jù)分别在離(lí)内圓外和(hé)外圓内大(da)約10mm的☎️位置(zhì)上均勻測(cè)3個值，其中(zhong)E爲這3個值(zhi)的平均值(zhi)，最大值減(jian)去最🧡小值(zhí)爲E的最大(da)偏差。e則是(shì)在長度處(chù)均勻分布(bu)的位置上(shang)取3個值，其(qí)中e爲這3個(gè)值的平均(jun)值，最大值(zhí)🈲減去最小(xiao)值爲e的最(zui)大偏差。
　　節(jiē)流孔直徑(jìng)d:選擇遊标(biao)卡尺、内徑(jing)千分尺、帶(dài)表卡尺、孔(kǒng)徑測量♻️儀(yi)、内測千分(fen)尺測量節(jie)流孔直徑(jìng)，共選取4個(ge)角度大緻(zhi)相同的位(wei)置進行測(cè)量，d爲這4個(gè)值的平均(jun1)值，并按照(zhao)公式計算(suàn)出直徑相(xiang)對誤🧡差及(jí)節流孔直(zhi)徑的重複(fú)性。
　　斜角:将(jiāng)B面放在平(píng)闆上，用角(jiao)度規或樣(yàng)闆角等儀(yí)器，在任一(yī)直徑方向(xiàng)測量2個斜(xié)角值，斜角(jiao)爲這2個值(zhí)的平均值(zhí)。
　　《流量積算(suan)儀檢定規(gui)程》中規定(dìng)檢定點應(yīng)選取流量(liang)量程🏃‍♀️對應(ying)的輸入信(xin)号的下限(xian)、0.25倍、0.5倍、0.75倍、1倍(bèi)，如果流量(liàng)🔴積算儀具(jù)有壓㊙️力和(he)溫度這兩(liang)個參數的(de)補償功能(néng)，則檢定⚽點(dian)的選取應(yīng)在設計狀(zhuàng)态下，并且(qiě)需在設計(jì)範圍内壓(yā)力不變的(de)情況下，溫(wēn)度任取兩(liang)⚽點進行檢(jiǎn)定;同時，在(zai)溫度不變(bian)的情況下(xià)，壓力任取(qǔ)兩點，進行(hang)檢定。
3影響(xiǎng)因素
　　已知(zhi)熱膨脹系(xi)數ε、流出系(xì)數C、節流孔(kong)直徑d、直徑(jing)比β，根據公(gōng)式㊙️(1)即♈可求(qiú)出最大差(chà)壓對應的(de)瞬時流量(liàng)。現将一台(tai)差壓式孔(kong)闆流量計(jì)放入工作(zuò)環境中，己(jǐ)知工✊作介(jiè)質爲過熱(rè)蒸汽，設🔞計(jì)狀态爲壓(yā)力0.8MPa、溫度200℃，相(xiàng)關參數分(fen)别爲内徑(jìng)d=34.51mm、β=0.388098，在△pmax=60kPa下，Ɛ=0.98157、C=0.60248。根據(jù)公式(1)，求得(de)qmax，其中密度(du)是根據IAPWS-IF97公(gōng)式所得。變(bian)工況狀态(tài)下溫度爲(wei)200℃時，壓力分(fen)别爲0.7MPa、0.6MPa，另一(yī)變工況狀(zhuang)态下壓力(li)爲0.8MPa時，溫度(du)分别爲220℃、250℃。
3.1熱(rè)膨脹系數(shù)與流出系(xi)數的影響(xiang)
　　熱膨脹系(xi)數是給定(dìng)一次裝置(zhi)的給定直(zhí)徑比，差壓(yā)式🔅孔闆🧑🏽‍🤝‍🧑🏻流(liú)量🐉計的熱(rè)膨脹系數(shu)隻取決于(yu)壓力比和(he)等熵指數(shu)，計算公式(shì)如下:
 
　　流出(chu)系數是裝(zhuang)置的實際(ji)流量與理(lǐ)論流量之(zhī)間關系的(de)系⭐數，隻與(yǔ)雷諾數有(yǒu)關，随着雷(lei)諾數變大(da)，流出系數(shù)會越來越(yuè)小，随着雷(lei)✨諾數變小(xiao)，流出系數(shù)會越來越(yuè)大，計算公(gōng)😄式如公🔴:式(shi)(4)所示。對于(yu)不同的裝(zhuāng)置，如果其(qí)幾何相似(si)且雷諾數(shu)相同，那麽(me)流出系數(shù)就相同。
C=0.5961+0.0261β2+0.216β8(4)
　　将(jiāng)該例中所(suǒ)有狀态下(xia)的熱膨脹(zhàng)系數和流(liú)出系數看(kan)🌐做定值，均(jun1)與設定狀(zhuàng)态下最大(dà)流量對應(ying)的數值相(xiang)同，瞬時流(liu)量結果如(rú)表1中的經(jing)驗值。從表(biao)1可以看🏃‍♂️出(chu)，在差壓爲(wei)0.1倍最大值(zhí)時，相對誤(wù)差最大，絕(jué)對值爲🈚1.84%，随(suí)着差壓🌂取(qǔ)值逐漸接(jie)近最大值(zhi)，相對誤差(cha)越來越小(xiǎo)。
3.2孔闆直徑(jing)平均線膨(péng)脹系數的(de)影響
　　若流(liu)動狀态下(xià)測量管道(dào)的溫度與(yǔ)确定直徑(jing)時的溫❄️度(du)(該溫度稱(cheng)之爲參比(bi)端或校準(zhun)溫度)有較(jiào)大差異，在(zài)用公式計(ji)算孔闆直(zhí)徑、直徑比(bi)和流量時(shí)，應将♉管道(dào)的膨脹或(huo)者收縮考(kao)慮在👄内，具(ju)體公式如(rú)下:
 
　　公式中(zhōng)，d爲流動狀(zhuang)态下一次(ci)裝置的直(zhí)徑;d0爲參比(bǐ)溫度下一(yi)次裝置的(de)直徑;λD爲一(yi)次裝置材(cái)料的平均(jun1)線膨脹系(xì)數;T爲流動(dòng)狀📧态下一(yi)次裝置的(de)溫度;T0爲參(can)比溫度或(huò)校準溫度(dù)。
　　孔闆直徑(jìng)的材質爲(wei)不鏽鋼，λ=0.000017。如(rú)果不考慮(lǜ)孔闆直徑(jing)😄受💘溫度的(de)🏃‍♀️影響，瞬時(shí)流量結果(guǒ)如表2中的(de)經驗值所(suǒ)示，從表2中(zhōng)可以看出(chū)，相對誤差(cha)在最後一(yī)-個檢定點(diǎn)，即壓力爲(wèi)0.8MPa、溫度爲250℃時(shí)的相對誤(wu)㊙️差最大，絕(jue)對值爲0.85%，從(cóng)公式(5)中也(yě)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼可以看出(chu)，此時T-T0值最(zuì)💃🏻大，因此造(zao)成了較大(dà)的偏差，而(ér)在溫度沒(méi)有變🌍化的(de)情況下📐，相(xiàng)對誤差沒(mei)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼有随着差(chà)壓及壓力(lì)值發生變(biàn)化，因此可(kě)以得出孔(kǒng)闆直徑平(píng)均線膨脹(zhàng)系數隻與(yǔ)被測介質(zhì)的溫度相(xiang)關。
3.3密度取(qu)值方法的(de)影響
　　蒸氣(qì)密度可通(tong)過公式法(fa)、狀态方程(chéng)法、查表法(fa)3種方法獲(huò)取回。其中(zhong)，公式法使(shi)用的公式(shi);狀态方程(chéng)法使用的(de)🏃🏻是理想氣(qi)體方程PV=nRT,應(yīng)注意狀态(tai)方程法适(shi)用範圍較(jiào)窄;查表法(fǎ)是使用《國(guó)際單🔴位制(zhi)的水和水(shuǐ)蒸氣的性(xìng)質》中的數(shu)據，并🔴進行(háng)線性插值(zhi)從而得出(chu)蒸汽☂️的密(mì)度，這個方(fāng)法比公式(shì)法及狀态(tai)方程法方(fāng)便，但會産(chǎn)生一定.的(de)偏差。表3中(zhōng)，标準值的(de)密度取值(zhi)💃🏻方法采取(qu)公式法，經(jīng)驗值的密(mì)度通過查(chá)表所得，從(cong)結果🌈看出(chū)，每個檢定(ding)點的相對(duì)誤差都較(jiào)小，最🐪大相(xiang)對誤差的(de)絕對值沒(méi)有超過0.1%，
 
 
　　因(yin)此平常做(zuò)差壓式孔(kong)闆流量計(ji)的檢定時(shi)，爲求方便(biàn)，密度的求(qiu)取方式可(ke)采取查表(biǎo)法。
3.4其他因(yin)素對計量(liang)結果的影(yǐng)響
　　除了上(shàng)述幾個因(yīn)素，還有其(qi)他因素會(huì)對差壓式(shi)孔🌈闆⭐流量(liàng)計的計量(liàng)結果産生(shēng)影響。
　　例如(rú)，流量量程(cheng)與流量計(ji)的不匹配(pei)會使差壓(ya)式孔闆流(liú)量計🙇‍♀️的計(ji)量結果偏(piān)離标準值(zhí)，尤其是當(dāng)流量較小(xiao)時，使用大(dà)量程孔闆(pan)流量計會(huì)造成誤差(cha)，同時❗流量(liàng)積算儀會(hui)進行小信(xin)号切除四(sì)]。因此，應根(gēn)據流體介(jiè)質的🌈實際(ji)情況選擇(zé)孔闆尺寸(cùn)、材質等各(gè)個方面都(dōu)合适的差(cha)壓式孔闆(pan)流量計。
　　差(chà)壓式孔闆(pan)流量計的(de)安裝也是(shì)産生誤差(chà)的原因之(zhi)一☔，主要影(yǐng)響因素有(yǒu)孔闆入口(kou)直角銳利(lì)度的變化(huà)、孔闆厚度(dù)存.在誤差(chà)、管徑尺寸(cùn)不符、節流(liu)件附件等(děng)沒有☂️放在(zai)中軸線、取(qǔ)壓的位👅置(zhi)、孔闆彎曲(qu)、取壓孔🌏堵(du)塞或加工(gōng)不規範、孔(kong)闆上有⭐髒(zang)物沉積、管(guǎn)線布置的(de)偏離、管道(dao)粗糙度的(de)影響等。這(zhè)些因素都(dou)将造成流(liu)量系數發(fa)生改變從(cóng)而與商家(jiā)給定的值(zhí)不符，産生(shēng)誤差。孔闆(pan)的正㊙️确安(ān)裝方法是(shi)将其銳面(miàn)迎着流體(tǐ)的方向，若(ruò)安裝相❤️反(fǎn)，則會使流(liú)量的示值(zhí)偏低。上述(shù)誤差均由(yóu)人爲原因(yīn)造成，是🔞可(kě)以控制的(de)，也💋是在😍安(an)裝過程中(zhong)要着重注(zhu)意的。對于(yu)後期的維(wei)護工作㊙️，相(xiàng)關人員應(yīng)該制訂詳(xiang)細的方案(an)并嚴格執(zhi)行，盡可✏️能(néng)延長孔闆(pan)流量計的(de)使用壽命(mìng)，提高計量(liàng)的正确性(xìng)，減小計量(liang)偏差。
　　各個(gè)部件之間(jiān)因密封不(bu)嚴謹而産(chan)生洩露，從(cóng)而引起介(jiè)質♻️通🌂過孔(kǒng)闆時差壓(yā)變送器産(chan)生誤差，導(dao)緻瞬時流(liú)量變小，若(ruò)在下遊産(chan)生洩露，則(zé)會導緻瞬(shùn)時流量變(biàn)大。
　　當使用(yong)條件偏離(li)設計條件(jian)時，也會造(zao)成結果的(de)偏差。城💘市(shì)蒸汽、燃氣(qi)會出現波(bō)峰波谷的(de)情況，突然(ran)變化的流(liu)速和壓力(li)造成脈動(dong)流的形成(cheng)，從而影響(xiang)差✨壓式孔(kong)🐆闆流量🔴計(ji)的差壓、壓(ya)力及溫度(du)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻信号的準(zhǔn)确傳遞。
　　計(ji)量裝置的(de)上遊有很(hěn)多管道配(pei)件，如彎頭(tou)、漸擴管漸(jiàn)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼縮管等，這(zhe)些配件稱(cheng)爲阻流件(jiàn)。當介質通(tōng)過阻流件(jian)後會産生(sheng)不規則流(liu)動等現象(xiàng)，這些不規(guī)則的流動(dong)會使❌差壓(ya)式㊙️孔闆流(liu)量計的流(liú)出系數偏(piān)離标準值(zhí)。
　　被測介質(zhì)的實際物(wù)理性質測(ce)量存在不(bu)确定性，如(rú)天然氣在(zai)運輸的過(guo)程中爲保(bao)障其穩定(dìng)性會加入(ru)其他物質(zhì)🚶‍♀️，這些物質(zhi)的加💜入會(huì)導緻被測(ce)的天然氣(qì)與标準狀(zhuang)況不同，使(shi)壓縮因子(zǐ)和密度等(deng)參數偏離(li)标準值，從(cong)而導緻瞬(shùn)時流量誤(wu)㊙️差的産生(sheng)。
4結束語
　　從(cong)檢定規程(chéng)中的計算(suàn)公式入手(shǒu)，确定了影(ying)響差壓式(shì)孔闆🙇🏻流量(liang)計檢定偏(piān)差的因素(sù)有熱膨脹(zhàng)系數、流出(chū)系數、孔闆(pǎn)直徑及密(mi)度，最後通(tōng)過介質爲(wèi)過熱蒸🧑🏽‍🤝‍🧑🏻汽(qì)的實際案(an)例确定影(ying)響.因素對(duì)實際檢定(ding)結果造成(cheng)的偏差。得(de)出如下結(jie)論:①在差壓(yā)爲0.1倍最大(dà)值時，熱☂️膨(peng)脹系數和(hé)流出系數(shù)造成的相(xiàng)對誤差最(zuì)大，爲1.84%，随着(zhe)差壓取值(zhí)逐漸接近(jin)最大值👣，相(xiàng)對誤差越(yue)來越小。②在(zài)變工況狀(zhuàng)态下，即壓(ya)力爲0.8MPa、溫度(du)爲㊙️250℃時，孔闆(pan)直徑平均(jun1)線膨脹系(xì)數造成的(de)相對誤差(chà)最大，爲0.85%。③密(mi)度的取值(zhí)方法有3種(zhong)，其中公式(shì)🐕法造成☔的(de)誤差最小(xiǎo)，但計算量(liang)較大，使用(yong)查表法時(shi)每個檢定(ding)點的相對(dui)誤差較小(xiao)，最大相對(duì)誤差也沒(méi)有超過0.1%，因(yīn)此平常做(zuò)差壓式孔(kong)闆流量計(jì)的檢定時(shi)，爲🔴方便，密(mi)度求取方(fāng)式可采取(qu)查表法。④其(qi)他影響因(yin)素還有流(liú)量量程與(yǔ)流量計的(de)不匹配、孔(kong)闆流量😍計(ji)的安裝方(fang)式😍、各個部(bu)件之間⚽産(chan)生縫隙而(er)導緻的介(jiè)質洩露、脈(mò)動流的産(chǎn)生及阻流(liú)件🛀對介質(zhì)流動的影(ying)響、被測介(jiè)質的實際(jì)物理性質(zhi)測量存在(zài)不确定性(xìng)。
　　也有很多(duo)不足之處(chù)，例如隻列(lie)舉了介質(zhì)爲過熱蒸(zheng)汽的✍️實際(jì)案例，而并(bing)未涉及介(jie)質爲液體(ti)、飽和蒸汽(qi)、天然❄️氣的(de)情況，尤其(qí)當介質爲(wei)天然氣時(shi)，密度的計(jì)算及其💰他(tā)影響因素(su)之間的關(guan)系更加複(fú)雜，需要有(you)了大量數(shù)據後才能(néng)進一步分(fèn)析。

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