摘要:介(jie)紹了孔(kǒng)闆差壓(yā)式流量(liàng)計 測量(liàng)水蒸氣(qi)的工作(zuo)原理,對(duì)導緻孔(kong)闆差壓(ya)式流量(liang)計産生(sheng)測量誤(wù)差的各(ge)種内、外(wài)因素進(jìn)行了分(fèn)析,并闡(chan)述了相(xiang)應的校(xiào)正補償(cháng)方法，爲(wei)今後孔(kong)闆差壓(ya)式流量(liàng)計的設(she)計和使(shi)用提供(gong)了借鑒(jian)。
　　目前,國(guo)内外用(yòng)于水蒸(zheng)氣流量(liàng)測量的(de)儀表主(zhu)要包括(kuò): 孔闆流(liu)量計 、 渦(wo)街流量(liang)計 、 轉子(zǐ)流量計(jì) 和彎管(guan)流量計(ji)等儀表(biǎo)。其中,孔(kǒng)闆差壓(yā)式流量(liang)計是⁉️國(guo)内外得(de)以研究(jiū)、試驗數(shù)據完善(shàn)、實踐經(jing)驗豐富(fu)、标🤞準化(huà)程度的(de)流量計(jì),因其結(jié)構簡單(dān)、制造成(cheng)本較低(di)、性能比(bǐ)較穩定(ding)、使用壽(shòu)命較長(zhang)且已标(biāo)準化,因(yīn)而在✍️工(gong)業上得(dé)到了廣(guǎng)泛的應(ying)用。孔闆(pǎn)流量計(jì)♈由節流(liú)裝置、一(yi)定長度(du)的直管(guan)段、引壓(yā)管、 差壓(ya)變送器(qì) 、 壓力變(bian)送器 、 溫(wēn)度變送(song)器 和流(liú)量計算(suan)機等組(zǔ)成。在使(shǐ)用過程(cheng)中,盡可(ke)能地減(jiǎn)小流量(liang)測⛷️量誤(wu)差,降低(di)水蒸氣(qì)人爲損(sun)耗,對企(qi)業的生(shēng)産經營(yíng)具有🔱重(zhong)要的意(yi)義。
1孔闆(pan)工作原(yuán)理及誤(wù)差補償(chang)方法
1.1孔(kǒng)闆式流(liú)計的工(gōng)作原理(lǐ)
　　孔闆式(shi)流量計(ji)采用差(cha)壓式測(cè)量方法(fa)對流量(liang)進行測(cè)量,即在(zài)管道内(nei)裝入節(jiē)流元件(jiàn)一孔闆(pǎn)。當水蒸(zheng)氣流過(guo)🏃‍♀️孔闆時(shi),流體速(sù)🤩度增大(da),壓力減(jiǎn)小，于是(shi)在孔闆(pǎn)的前後(hou)産生差(cha)壓,利用(yòng)具有-定(ding)設計尺(chi)寸的孔(kǒng)闆測量(liàng)水蒸氣(qì)流量,在(zai)保證孔(kǒng)闆前後(hou)有足夠(gou)的直管(guan)段等條(tiao)件下,孔(kong)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼闆前後(hòu)的差📱壓(ya)将随流(liú)量的變(bian)化而變(biàn)化,且兩(liǎng)者具有(yǒu)确定的(de)關系,因(yin)此可以(yǐ)通過測(ce)量差⭐壓(yā)得到水(shuǐ)♻️蒸氣的(de)流量「。根(gen)據國标(biāo)GB/T26241993,對于标(biao)準節流(liú)裝置,差(chà)壓△P與流(liu)量qm的函(hán)數關系(xi)爲:
 
　　式中(zhong):qm爲質量(liang)流量,kg/s;C爲(wei)流出系(xi)數;D爲管(guan)道内徑(jìng),m;ε爲節流(liu)件正端(duan)取壓口(kou)平面上(shàng)的氣體(ti)膨脹系(xi)數;d爲工(gong)作條件(jiàn)下節流(liú)件的開(kai)孔直徑(jing),m;ρ爲節流(liú)件人口(kǒu)端流體(tǐ)密度,kg/m³.
1.2流(liú)出系數(shu)C的補償(chang)
　　流出系(xi)數C是表(biǎo)征孔闆(pan)節流裝(zhuāng)置特性(xìng)的主要(yào)參數🛀🏻,是(shi)雷諾㊙️數(shù)Re和⭕β的函(hán)數,它是(shi)一個随(suí)流量變(bian)化的量(liàng),其值随(suí)Re的增大(da)而減小(xiao),當Re大🐕于(yu)一定值(zhi)趨向無(wu)窮大時(shi),C趨向于(yú)常數Ck,而(ér)孔徑比(bi)β越大,C的(de)變化幅(fú)🔞度也越(yuè)大,使C趨(qu)向于常(chang)數Ck的Re也(yě)越🛀🏻大,C與(yǔ)β和Re之間(jiān)的定量(liàng)關系爲(wei):
 
　　對于給(gěi)定的标(biāo)準孔闆(pan),當β爲常(cháng)數時,C僅(jǐn)是Re的函(hán)數C=f(Re)。在公(gōng)式(1)中,将(jiang)C用公式(shì)(2)而不是(shi)一個常(chang)數來代(dài)替,可提(ti)高計量(liàng)的精度(du)。
1.3水蒸氣(qi)膨脹系(xì)數ε的補(bǔ)償
　　差壓(yā)式流量(liang)計在用(yong)來測氣(qi)體和蒸(zheng)氣流量(liàng)時,流體(tǐ)流過📐節(jiē)流裝置(zhi)在節流(liú)件兩邊(bian)都要産(chǎn)生--定的(de)差壓,在(zài)節流件(jiàn)㊙️的下遊(you)靜壓降(jiàng)低,将出(chu)現流束(shù)膨脹，流(liu)束的這(zhe)種膨脹(zhàng)使得節(jiē)流裝置(zhi)的輸出(chū)(差壓)一(yi)輸人(流(liú)量)關系(xì)同不可(kě)壓縮流(liú)體之間(jian)的偏差(cha)。如果不(bu)對這種(zhong)偏差進(jin)行☀️校正(zheng),将會導(dao)緻流量(liàng)示值偏(piān)高千分(fen)之☔幾到(dao)百分之(zhi)幾,尤其(qí)是流量(liàng)在較大(da)範圍内(nei)變化時(shi),産生的(de)誤差會(huì)更大,因(yīn)此⭕更有(yǒu)必要🙇‍♀️對(duì)其進行(hang)修正。
1.4孔(kǒng)闆流計(ji)變更量(liàng)t程後的(de)修正
　　盡(jin)管改變(biàn)差壓變(bian)送器的(de)差壓範(fàn)圍是非(fēi)常容易(yi)的事🏃🏻,但(dan)☁️不♊能隻(zhi)對差壓(ya)範圍做(zuò)調整就(jiù)萬事大(dà)吉。這是(shì)因爲孔(kong)闆流量(liang)計量程(cheng)變更後(hou)，管道中(zhōng)的常用(yong)流速等(děng)參數将(jiāng)發生變(bian)化,流出(chu)系數也(yě)相應有(yǒu)所變化(hua)，因此需(xu)從已知(zhi)節流裝(zhuang)置數據(ju)(從節流(liú)裝置🏃‍♀️計(jì)算書查(cha)👅得)和其(qí)他有關(guan)流量數(shù)據(如:變(biàn)更後的(de)🌏流量上(shang)限及常(cháng)用流量(liang))計算出(chu)新的差(chà)壓上限(xiàn)。實踐證(zheng)明,若量(liang)程縮小(xiao)後,C和ε均(jun1)增大,相(xiang)應的質(zhi)量流量(liang)會偏大(da)。
1.5密度ρ的(de)補償
　　在(zài)其他參(cān)數不變(bian)的情況(kuàng)下,qm與ρ之(zhi)間的關(guan)系爲:qm≈k,√ρ。可(kě)以看出(chu),水⛹🏻‍♀️蒸氣(qì)的流量(liang)與其密(mì)度的平(ping)方根成(cheng)正比關(guan)系。水蒸(zheng)氣是可(kě)🍓壓縮性(xìng)氣體，當(dāng)其壓力(li)、溫度變(biàn)化時,其(qí)密度🔞将(jiang)發生明(ming)顯變化(huà),這将引(yǐn)起流量(liang)很大的(de)誤🈲差。實(shí)際流體(ti)狀态(壓(ya)力、溫度(dù))與流量(liàng)計設🏃‍♂️計(ji)時的狀(zhuang)态(壓力(lì)、溫度)偏(piān)離造成(chéng)的相對(duì)誤差可(kě)由公式(shì)(3)表示:
 
　　假(jia)如設計(ji)孔闆流(liú)量計時(shi)是按照(zhao)1MPa和285℃所對(dui)應的過(guo)熱水蒸(zheng)氣密度(du)🔆ρ=4.374kg/m³設計的(de)，則密度(dù)的變化(huà)造成的(de)測量誤(wu)差可能(neng)很大，當(dang)壓力大(dà)且溫度(du)低時,測(ce)量值偏(piān)大;當壓(yā)力低且(qiě)溫度高(gao)時,測🌍量(liang)值偏小(xiao)。水蒸氣(qi)的實際(jì)狀态偏(pian)離孔闆(pǎn)實際狀(zhuàng)㊙️态越嚴(yán)重🏃🏻,所引(yǐn)起的㊙️誤(wù)差越大(dà)。要補償(chang)密度變(biàn)化所引(yǐn)起的這(zhe)種誤差(cha),就不能(néng)将公🔴式(shì)(1)中的ρ以(yi)設計工(gōng)況下的(de)密度來(lái)代入,需(xu)要将ρ看(kan)作壓力(li)和溫度(dù)的函數(shù),即ρ=f(P,t)。這也(ye)就是一(yi)般 智能(néng)流量積(jī)算儀 均(jun)要對過(guò)熱蒸汽(qì)進行壓(yā)力溫度(dù)補償的(de)原因。
1.6孔(kong)闆内徑(jing)d和管徑(jìng)D的誤差(chà)補償
　　測(cè)量水蒸(zhēng)氣流量(liàng)時，如果(guǒ)設計工(gong)況爲200℃,孔(kǒng)闆内徑(jìng)爲d,則孔(kǒng)闆内徑(jing)在實際(ji)工作狀(zhuàng)态下的(de)修正公(gōng)式爲：
 
　　實(shi)際上d和(he)D偏離設(she)計值造(zao)成的後(hòu)果就是(shi)流量測(cè)量㊙️系🤟統(tǒng)的滿度(dù)💁值發生(shēng)了變化(hua),如果将(jiang)d和D的實(shí)際值測(cè)量出來(lái),代人公(gong)式計🐇算(suàn)出與此(cǐ)實際值(zhi)相對應(yīng)的流量(liàng)滿度🈲值(zhí),然後用(yong)新的滿(man)度值代(dài)替原❄️設(she)計值,置(zhì)人流量(liàng)顯示儀(yí)表，則系(xì)💃統運行(hang)後,尺寸(cun)誤差對(dui)測量系(xi)統的影(ying)響就能(néng)得到完(wán)全的校(xiao)正，這也(ye)就是每(měi)台流量(liàng)計在投(tóu)人使用(yòng)前進行(háng)修正計(ji)算的主(zhu)要工作(zuo)。
2常見誤(wu)差原因(yin)分析
2.1實(shí)際工作(zuo)狀态引(yin)起的誤(wu)差
　　标準(zhun)孔闆是(shi)按照特(tè)定的已(yi)知條件(jian)進行設(she)計的，但(dan)在工作(zuò)過程中(zhong),被測量(liàng)介質的(de)各種參(cān)數(如溫(wēn)度、密度(du)、壓力、黏(nian)度等)與(yǔ)标準孔(kǒng)⚽闆的額(e)定數值(zhi)有所不(bú)同☀️。如在(zài)常溫附(fù)近🈲時,若(ruò)被測量(liang)介質爲(wei)氣🔞體,溫(wen)度每變(biàn)化10℃,氣體(tǐ)的密度(dù)則變🐇化(huà)3%左右;在(zai)🈲1個大氣(qì)壓下，被(bei)測氣體(ti)壓力每(měi)變化10Pa,密(mi)度則變(bian)化10%左右(you)。所以❌在(zai)用标準(zhun)孔闆測(ce)量氣體(ti)時,必須(xū)考慮氣(qì)體溫度(dù)和壓力(li)的👌變化(hua)，以進行(hang)适當的(de)修正。
2.2安(an)裝不正(zhèng)确引起(qi)的誤差(chà)
　　對于标(biāo)準孔闆(pǎn),爲了保(bao)證被測(ce)量介質(zhi)流量的(de)精度,标(biāo)準孔闆(pan)一🔞定要(yao)按規定(ding)要求進(jin)行正确(que)安裝,否(fou)則将會(hui)産生💚一(yī)定的測(cè)量誤差(chà)。
(1)孔闆的(de)銳面應(yīng)迎着流(liú)體的方(fang)向,以确(què)保孔闆(pan)的方向(xiàng)安裝正(zhèng)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(xiǎo)🌂于1度。
(3)若(ruò)工作環(huán)境的測(cè)量精度(du)要求較(jiao)高,爲了(le)提高測(cè)量的精(jing)度，建🐉議(yì)标準孔(kong)闆前後(hòu)的直管(guǎn)段應盡(jìn)量采用(yong)📐标準直(zhi)管段,然(ran)後再🏃‍♀️與(yǔ)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(nèi)的雜物(wù)在孔✉️闆(pan)前後堆(duī)積也會(huì)降低測(ce)量的精(jīng)度。
(5)孔闆(pǎn)在使用(yong)過程中(zhong),由于受(shòu)被測量(liang)介質溫(wen)度的影(ying)響,其自(zì)身會産(chan)生線膨(péng)脹,爲了(le)保證其(qi)端面的(de)平面度(dù)和對軸(zhou)線垂💘直(zhi)度,在安(ān)裝過程(chéng)中,要考(kǎo)慮其工(gong)作過程(chéng)時的自(zi)由伸縮(suo)性。
(6)孔闆(pǎn)的密封(feng)墊片不(bu)能伸人(rén)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(kǒu)邊緣磨(mo)損引起(qǐ)的誤差(chà)
　　标準孔(kǒng)闆在使(shi)用過程(chéng)中，被測(cè)量介質(zhì)對孔闆(pan)的沖刷(shua)腐蝕往(wang)往會造(zào)成測量(liang)裝置的(de)幾何形(xíng)狀和尺(chǐ)寸産生(shēng)不同🌈程(chéng)度的變(biàn)化。長期(qī)使用後(hòu),孔闆邊(bian)緣的銳(ruì)角會變(bian)鈍,在相(xiang)同體積(ji)的被測(ce)✌️量介質(zhì)經過時(shí)所産🐉生(shēng)的壓差(chà)⁉️△p将變小(xiǎo),标準孔(kǒng)闆的示(shi)值會偏(piān)低,從而(er)引🛀🏻起測(cè)量誤差(cha),爲了保(bǎo)證測量(liang)的精度(du)，應定期(qī)對孔闆(pan)進行校(xiào)驗、清🚶‍♀️洗(xǐ)，以減小(xiao)對孔闆(pǎn)🤟的沖蝕(shi)和污物(wu)🔴堆積。
2.4引(yǐn)壓管路(lù)安裝不(bú)當引起(qi)的測量(liàng)誤差
　　引(yǐn)壓管路(lu)應垂直(zhí)或傾斜(xié)安裝,其(qí)傾斜度(dù)應大于(yu)1;12.在引壓(ya)❄️管路的(de)安裝過(guò)程中,應(ying)保證彎(wān)曲處圓(yuan)滑過渡(dù)💘,彎曲半(bàn)徑應大(da)于引壓(ya)管⭐外徑(jing)的5倍，在(zài)測量不(bú)同的介(jie)質時,引(yin)壓管的(de)長度和(he)内徑要(yào)符合安(ān)裝規定(dìng)的要求(qiú)。
2.5引壓管(guǎn)路堵塞(sai)引起的(de)測量誤(wu)差
　　标準(zhun)孔闆在(zai)使用過(guò)程中，要(yào)保證其(qi)引壓管(guǎn)暢通,避(bi)💋免💃🏻堵塞(sai),放✨空閥(fá)、三閥組(zu)、腰式法(fǎ)蘭及連(lián)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(jiǎn)少🐕此類(lei)誤差，平(píng)時應加(jiā)強管理(lǐ),提🈲高操(cao)作人員(yuán)的素質(zhì),在使用(yong)過程中(zhong)，操作🈲人(ren)員應做(zuò)好系統(tong)的檢修(xiū)、維護和(hé)保養工(gong)作,延長(zhǎng)其使用(yòng)壽命，從(cóng)而減✨小(xiǎo)測量誤(wu)差的産(chan)生。
3結語(yǔ)
　　使用孔(kong)闆差壓(yā)式流量(liang)計測量(liàng)水蒸氣(qi)的流量(liang)涉及一(yi)系列的(de)問題，包(bāo)括檢測(cè)裝置、顯(xiǎn)示裝置(zhì)、前後直(zhí)管段以(yǐ)及輔助(zhù)設備等(deng),要保證(zheng)水蒸氣(qì)流量測(cè)量的精(jing)确度,必(bi)須做到(dào)合理選(xuan)型,正确(que)安裝與(yǔ)調試，及(jí)時維護(hu)與保養(yang),并對測(ce)量部分(fèn)可能引(yǐn)人的誤(wù)✏️差進行(hang)适當的(de)補償和(he)🏃校正。因(yīn)爲在使(shi)用過程(chéng)中,當流(liú)量和壓(ya)力波動(dong)較大時(shí),從流量(liàng)系數與(yǔ)🐪流束膨(péng)脹系數(shu)所引㊙️人(rén)的系統(tong)誤差較(jiao)大，另外(wai)🔴孔闆長(zhǎng)期運行(hang)後銳角(jiǎo)會變鈍(dun)、幾何尺(chi)寸會發(fā)生變化(huà)，系統的(de)測量精(jing)度就會(huì)下降,有(yǒu)時甚至(zhi)無法進(jin)行正常(chang)測量,所(suǒ)以平時(shi)應加💔強(qiang)管理,盡(jin)量減小(xiǎo)測量誤(wù)差的産(chan)生。

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