摘(zhai)要:介紹(shao)了孔闆(pan)差壓式(shi)流量計(ji) 測量水(shui)蒸氣的(de)工作原(yuan)理,對導(dao)緻孔闆(pan)差壓式(shi)流量🤩計(ji)産生測(ce)量誤差(cha)的各種(zhong)内.外因(yin)素進行(hang)了分析(xi),并闡述(shu)了相應(ying)的校正(zheng)補償⛹🏻‍♀️方(fang)法,爲今(jin)後孔闆(pan)差壓式(shi)流量計(ji)✊的設計(ji)和使用(yong)㊙️提供了(le)✊借鑒。
　　目(mu)前,國内(nei)外用于(yu)水蒸氣(qi)流量測(ce)量的儀(yi)表主要(yao)包括: 孔(kong)闆流量(liang)計 、 渦街(jie)流量計(ji) 、 轉子流(liu)量計 和(he).彎管流(liu)量計等(deng)儀表。其(qi)中,孔闆(pan)差壓式(shi)流量計(ji)是國内(nei)外最早(zao)得以研(yan)究.試驗(yan)數據最(zui)爲完善(shan)、實踐經(jing)驗最爲(wei)豐💰富、标(biao)🔴準化程(cheng)度高的(de)流量計(ji)，因其結(jie)構簡單(dan)、制造✨成(cheng)本較低(di)、性能比(bi)較穩🏃‍♀️定(ding)、使用壽(shou)命較長(zhang)且已标(biao)準化,因(yin)而在工(gong)業上得(de)到了最(zui)廣泛的(de)應用。孔(kong)闆流量(liang)計由節(jie)流裝置(zhi)、一定長(zhang)度的直(zhi)管段、引(yin)壓管、 差(cha)壓變送(song)器 、 壓力(li)變送器(qi) 、 溫度變(bian)送器 和(he)流量計(ji)算機等(deng)組成。在(zai)使用過(guo)程中,盡(jin)可能地(di)減小流(liu)量測量(liang)誤差,降(jiang)低水蒸(zheng)氣人爲(wei)損耗,對(dui)企業的(de)生産🧡經(jing)營具有(you)重要🧑🏾‍🤝‍🧑🏼的(de)意義.
1孔(kong)闆工作(zuo)原理及(ji)誤羞補(bu)償方法(fa)
1.1孔闆式(shi)流計的(de)工作原(yuan)理
　　 孔闆(pan)式流量(liang)計 采用(yong)差壓式(shi)測量方(fang)法對流(liu)量進行(hang)測量,即(ji)在管道(dao)内裝人(ren)🈲節流元(yuan)件一孔(kong)闆。當水(shui)燕氣流(liu)過孔闆(pan)時,流體(ti)速度增(zeng)大,壓♋力(li)減小，于(yu)是在孔(kong)闆的前(qian)後産生(sheng)差壓,利(li)用具有(you)一定設(she)計尺寸(cun)的孔闆(pan)測量水(shui)燕氣流(liu)量,在保(bao)證孔闆(pan)前後有(you)足.夠的(de)☎️直管段(duan)等條件(jian)下,孔闆(pan)前後的(de)差🤩壓将(jiang)随流量(liang)的變化(hua)而變化(hua)，且兩者(zhe)具有确(que)定的關(guan)系🔞,因此(ci)可以通(tong)過測量(liang)差壓得(de)到水蒸(zheng)氣的流(liu)量。根據(ju)國标GB/T2624:1993,對(dui)于标準(zhun)節流裝(zhuang)置,差壓(ya)△P與流量(liang)🌈q=的函數(shu)關系爲(wei):
 
　　式中:qm爲(wei)質量流(liu)量,kg/s;C爲流(liu)出系數(shu);D爲管道(dao)内徑,m;e爲(wei)節流件(jian)正端🌈取(qu)壓口平(ping)面上的(de)氣體膨(peng)脹系數(shu);d爲工作(zuo)條📐件下(xia)節流件(jian)的👅開孔(kong)直徑,m;ρ爲(wei)節流件(jian)人口端(duan)流體密(mi)度,kg/m³.
1.2流出(chu)系數C的(de)補償.
　　流(liu)出系數(shu)C是表征(zheng)孔闆節(jie)流裝置(zhi)特性的(de)主要參(can)數,是雷(lei)諾數Re和(he)β的曬數(shu),它是一(yi)個随流(liu)量變化(hua)的量,其(qi)值随Re的(de)增大而(er)減小,當(dang)Re大于--定(ding)值趨向(xiang)無窮大(da)時,C趨向(xiang)于常數(shu)Ck,而孔徑(jing)比β越大(da),C的變化(hua)幅度也(ye)越大,使(shi)C趨向于(yu)常數🔴Ck的(de)Re也越大(da),C與β和Re之(zhi)間的定(ding)量關🌈系(xi)爲:
 
　　對于(yu)給定的(de)标準孔(kong)闆,當β爲(wei)常數時(shi),C僅是Re的(de)函數C=f(Re)。在(zai)公式(1)中(zhong),将🤞C用公(gong)式(2)而不(bu)是一個(ge)常數來(lai)代替,可(ke)提高計(ji)量的精(jing)度。
1.3水蒸(zheng)氣膨脹(zhang)系數e的(de)補償
　　差(cha)壓式流(liu)量計在(zai)用來測(ce)氣體和(he)蒸氣流(liu)量時，流(liu)體流過(guo)節流裝(zhuang)置在節(jie)流件兩(liang)邊都要(yao)産生一(yi)定的差(cha)壓,在節(jie)流件的(de)下遊💔靜(jing)壓降低(di),将出現(xian)流東膨(peng)脹，流🐆束(shu)的這種(zhong)膨脹使(shi)得節流(liu)裝置的(de)輸出🙇🏻(差(cha).壓)--輸人(ren)(流量)關(guan)系同不(bu)可壓縮(suo)流體之(zhi)間的偏(pian).差。如果(guo)不對這(zhe)種偏差(cha)進行校(xiao)正,将會(hui)導緻流(liu)量.示值(zhi)偏高千(qian)分之🚶‍♀️幾(ji)到百分(fen)之幾⭕，尤(you)其是流(liu)量在較(jiao).大範圍(wei)内變化(hua)時,産生(sheng)的誤差(cha)會更大(da),因此更(geng)有必要(yao)對其進(jin)行修正(zheng)🈲。
1.4孔闆流(liu)量計變(bian)更程後(hou)的修正(zheng)
　　盡管改(gai)變差壓(ya)變送器(qi)的差壓(ya)範圍是(shi)非常容(rong)易的事(shi),但不能(neng)隻對差(cha)壓範圍(wei)做調整(zheng)就萬事(shi)大吉。.這(zhe)是因爲(wei)孔闆流(liu)量計量(liang)程變更(geng)後,管道(dao)中的常(chang)用流速(su)等參數(shu)将發生(sheng)🔆變化,流(liu)出系數(shu)也相應(ying)✉️有所變(bian)化,因此(ci)需從已(yi)知節流(liu)裝置數(shu)據(從節(jie)流裝置(zhi)計算書(shu)查得)和(he)其他有(you)關流量(liang)數據(如(ru):變更後(hou)的⭐流量(liang)上限及(ji)🎯常用流(liu)量)計算(suan)出新的(de)差壓上(shang)限。實踐(jian)證明,若(ruo)量程縮(suo)小後.C和(he)Ɛ均增大(da),相應的(de)💁質量流(liu)量🏃‍♀️會偏(pian)大。
1.5密度(du)ρ的補償(chang)
　　在其他(ta)參數不(bu)變的情(qing)況下，qm與(yu)ρ之間的(de)關系爲(wei):qm=kp√ρ.可以看(kan)👌出,水蒸(zheng)氣♈的流(liu)量與其(qi)密度的(de)平方根(gen)成正比(bi)關系。水(shui)蒸氣是(shi)可壓縮(suo)性氣💋體(ti),當其壓(ya)力、溫度(du)變化時(shi)❓,其密度(du)将發生(sheng)明顯變(bian)♈化,這将(jiang)引起流(liu)量很大(da)的誤差(cha)。實際流(liu)體狀态(tai)(壓力、溫(wen)度)與流(liu)量計設(she)計時的(de)狀态(壓(ya)力、溫度(du)👣)偏離造(zao)成的📱相(xiang)對誤差(cha)可🍓由公(gong)式(3)表示(shi)🍉:
 
　　假如設(she)計孔闆(pan)流量計(ji)時是按(an)照1MPa和285℃所(suo)對應的(de)過熱水(shui)蒸氣密(mi)度ρ=4.374kg/m³設計(ji)的,則密(mi)度的變(bian)化造成(cheng)的測量(liang)誤差可(ke)🥵能很大(da)，當壓力(li)🤩大且溫(wen)度低時(shi),測量值(zhi)偏大:當(dang)壓力低(di)且溫度(du)高時,測(ce)量值偏(pian)小。水蒸(zheng)😄氣的實(shi)際狀态(tai)偏離孔(kong)⭐闆實際(ji)狀💯态越(yue)嚴重，所(suo)引起的(de)🚶誤差越(yue)大。要補(bu)償密度(du)變化所(suo)引起的(de)這種誤(wu)差,就不(bu)能将公(gong)☔式(1)中的(de)ρ以設計(ji)工況下(xia)的密度(du)🏃來代人(ren),需要将(jiang)ρ看作.壓(ya)力和溫(wen)度的函(han)數,即ρ=f(P,t)。這(zhe)也就是(shi)一般智(zhi)能流量(liang)積算儀(yi)均要對(dui)過熱蒸(zheng)汽進行(hang)壓力溫(wen)度補償(chang)的原因(yin)。
1.6孔闆内(nei)徑d和管(guan)徑D的誤(wu)差補償(chang)
　　測量水(shui)蒸氣流(liu)量時,如(ru)果設計(ji)工況爲(wei)200℃，孔闆内(nei)徑爲d,則(ze)💞孔👌闆🛀内(nei)徑在實(shi)際工作(zuo)狀态下(xia)的修正(zheng)公式爲(wei)：
 
　　實際上(shang)d和D偏離(li)設計值(zhi)造成的(de)後果就(jiu)是流量(liang)測量系(xi)☔統的滿(man)度值發(fa)生了變(bian)化,如果(guo)将d和D的(de)實際值(zhi)測量出(chu)來,代入(ru)公式計(ji)算出與(yu)此實際(ji)值相對(dui)應的流(liu)🐅量滿度(du)🥵值,然後(hou)🔆用新的(de)滿度值(zhi)代替原(yuan)設計值(zhi),置人流(liu)量顯示(shi)儀表,則(ze)系統運(yun)行後,尺(chi)寸誤差(cha)對測量(liang)系統的(de)影響就(jiu)能得到(dao)完全的(de)校正，這(zhe)也就是(shi)每台流(liu)🌍量計在(zai)投入使(shi)♻️用前進(jin)行修正(zheng)計算的(de)主要工(gong)作。
2常見(jian)誤差原(yuan)因分析(xi)
2.1實際工(gong)作狀态(tai)引起的(de)誤差
　　标(biao)準孔闆(pan)是按照(zhao)特定的(de)已知條(tiao)件進行(hang)設計的(de)，但在工(gong)作過🛀程(cheng)✂️中,被測(ce)量介質(zhi)的各種(zhong)參數(如(ru)溫度、密(mi)度、壓力(li).黏度等(deng))與标⛹🏻‍♀️準(zhun)孔闆的(de)額定數(shu)值有所(suo)不同🛀🏻。如(ru)在常溫(wen)附近🌈時(shi),若被測(ce)量介質(zhi)爲氣❓體(ti),溫度每(mei)變化10℃,氣(qi)體的密(mi)度則變(bian)化3%左右(you);在1個大(da)氣壓下(xia),被測氣(qi)🏒體壓力(li)每變化(hua)10Pa,密度則(ze)變化10%左(zuo)右。所以(yi)在用标(biao)準孔闆(pan)測量氣(qi)體時，必(bi)須考慮(lü)氣體溫(wen)度和壓(ya)力的🍉變(bian)化,以進(jin)行适當(dang)的修正(zheng)。
2.2安裝不(bu)正确引(yin)起的誤(wu)差
　　對于(yu)标準孔(kong)闆,爲了(le)保證被(bei)測量介(jie)質流量(liang)的精度(du),标準孔(kong)闆㊙️一♻️定(ding)按規定(ding)要求進(jin)行正确(que)安裝,否(fou)則将🈲會(hui)産生一(yi)定的測(ce)量誤差(cha)。
(1)孔闆的(de)銳面應(ying)迎着流(liu)體的方(fang)向,以确(que)保孔闆(pan)的方向(xiang)安裝正(zheng)确。
(2)孔闆(pan)的前端(duan)面與管(guan)段軸線(xian)應保證(zheng)垂直,最(zui)大傾斜(xie)度㊙️應小(xiao)于1度。
(3)若(ruo)工作環(huan)境的測(ce)量精度(du)要求較(jiao)高,爲了(le)提高測(ce)量的精(jing)度，建🧑🏾‍🤝‍🧑🏼議(yi)标準孔(kong)闆前後(hou)的直管(guan)段應盡(jin)量采用(yong)标準直(zhi)管段,然(ran)後再與(yu)主管道(dao)聯接。
(4)新(xin)安裝的(de)管道在(zai)安裝孔(kong)闆前,應(ying)對管道(dao)進行沖(chong)洗♉和掃(sao)線操作(zuo),從而避(bi)免掃線(xian)時損傷(shang)孔闆的(de)銳面,且(qie)管道内(nei)的雜物(wu)💃在孔闆(pan)前後堆(dui)積也會(hui)降低測(ce)量的精(jing)度。
(5)孔闆(pan)在使用(yong)過程中(zhong),由于受(shou)被測量(liang)介質溫(wen)度的影(ying)響,其自(zi)身會産(chan)生線膨(peng)脹,爲了(le)保證其(qi)端面的(de)平面度(du)和對軸(zhou)線垂直(zhi)度,在安(an)裝過程(cheng)中,要考(kao)慮其工(gong)作過程(cheng)時🥵的自(zi)由伸縮(suo)性。
(6)孔闆(pan)的密封(feng)墊片不(bu)能伸入(ru)管道中(zhong),應盡量(liang)薄，一般(ban)厚📱度應(ying)小🛀于0.03D。
2.3孔(kong)闆入口(kou)邊緣磨(mo)損引起(qi)的誤差(cha)
　　标準孔(kong)闆在使(shi)用過程(cheng)中，被測(ce)量介質(zhi)對孔闆(pan)的沖刷(shua)腐蝕往(wang)㊙️往會造(zao)成測量(liang)裝置的(de)幾何形(xing)狀和尺(chi)寸産生(sheng)不同程(cheng)度的變(bian)化。長期(qi)使用後(hou),孔闆邊(bian)緣的銳(rui)角會變(bian)鈍,在相(xiang)同體積(ji)的被測(ce)量介質(zhi)經過時(shi)所産生(sheng)的壓差(cha)△p将變小(xiao)，标準孔(kong)闆的🛀🏻示(shi)值會偏(pian)低,從而(er)引起測(ce)量誤差(cha)😍,爲了保(bao)證測🌈量(liang)的精度(du)，應定期(qi)對孔闆(pan)進行校(xiao)驗，清洗(xi)，以減小(xiao)對孔闆(pan)的沖蝕(shi)和污物(wu)堆積。
2.4引(yin)壓管路(lu)安裝不(bu)當引起(qi)的測量(liang)誤差
　　引(yin)壓管路(lu)應垂直(zhi)或傾斜(xie)安裝，其(qi)傾斜度(du)應大于(yu)1:12,在引壓(ya)管路的(de)安裝過(guo)程中,應(ying)保證彎(wan)曲處圓(yuan)滑過渡(du)😄,彎曲半(ban)徑應大(da)于引壓(ya)管外徑(jing)的5倍，在(zai)測量不(bu)同的介(jie)質時,引(yin)壓管的(de)長度和(he)内徑要(yao)符合🥵安(an)裝規定(ding)的要求(qiu)。
2.5引壓管(guan)路堵塞(sai)引起的(de)測量誤(wu)差
　　标準(zhun)孔闆在(zai)使用過(guo)程中,要(yao)保證其(qi)引壓管(guan)暢通,避(bi)免堵塞(sai),放空閥(fa)、三閥組(zu).腰式法(fa)蘭及連(lian)接件的(de)密封🏃🏻性(xing)能應保(bao)證處于(yu)良好狀(zhuang)态,不能(neng)有洩漏(lou)。爲了減(jian)少此類(lei)誤差，平(ping)時應加(jia)強管理(li).提高操(cao)作人員(yuan)的素質(zhi),在使用(yong)過程中(zhong),操作人(ren)員應做(zuo)好系統(tong)的檢修(xiu).維護🤟和(he)保養工(gong)作,延長(zhang)其使用(yong)壽命,從(cong)而減小(xiao)測量誤(wu)差的産(chan)生。
3結語(yu)
　　使用孔(kong)闆差壓(ya)式流量(liang)計測量(liang)水蒸氣(qi)的流量(liang)涉及一(yi)系列的(de)👌問🔆題,包(bao)括檢測(ce)裝置、顯(xian)示裝置(zhi).前後直(zhi)管段以(yi)及輔✏️助(zhu)設備等(deng),要保證(zheng)水蒸氣(qi)流量測(ce)量的精(jing)度,必須(xu)📐做到合(he)理選型(xing)😍，正确安(an)裝與調(diao)試，及時(shi)維護與(yu)保養,并(bing)對測量(liang)部分可(ke)能引💘人(ren)的誤差(cha)進行适(shi)當的補(bu)償和校(xiao)正。因爲(wei)在使用(yong)過程中(zhong),當💋流量(liang)和壓力(li)波動較(jiao)大時🐕,從(cong)流量系(xi)數與流(liu)東膨脹(zhang)系數所(suo)引人的(de)系統誤(wu)差較大(da),另外孔(kong)闆長期(qi)運行後(hou)銳角會(hui)變鈍、幾(ji)何尺寸(cun)會發生(sheng)變化,系(xi)統的測(ce)量精度(du)就會下(xia)🥰降,有時(shi)甚至無(wu)法進行(hang)正常測(ce)量，所以(yi)平時應(ying)加強管(guan)理,盡量(liang)減小測(ce)量誤差(cha)的産生(sheng)。

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