摘要(yao):以差壓(yā)流量計(ji) 的選型(xing)計算，主(zhǔ)要針對(duì) 孔闆流(liú)量計 進(jìn)行并解(jiě)讀了相(xiàng)關的國(guo)家标準(zhǔn),運用VC++軟(ruǎn)件作爲(wèi)程序開(kāi)🚶‍♀️發☁️的工(gong)具,以實(shi)際工程(cheng)爲例,探(tàn)索了孔(kong)闆流量(liàng)計的孔(kong)闆直徑(jìng)、直徑比(bi)等标準(zhǔn)計算方(fang)法與軟(ruan)件計算(suàn)方法。本(ben)文解決(jué)了在項(xiang)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(pan)流量計(ji)計算書(shu)等,需要(yào)🚶‍♀️對孔闆(pǎn)的規♍格(ge)和尺寸(cùn)進行初(chu)步計算(suan),确定孔(kǒng)闆的🐅孔(kong)徑、直徑(jing)比等參(cān)數的問(wen)題。将繁(fán)瑣的計(ji)算變得(de)方便可(kě)行,計🐉算(suàn)程序💞簡(jian)練,節省(sheng)人工時(shí)間,且結(jie)果較爲(wèi)正确确(què),方便需(xū)要采❌取(qu)專用的(de)計算軟(ruan)件數據(ju)表中🏃‍♀️的(de)工藝參(cān)數等進(jin)行校核(he)檢驗⛹🏻‍♀️,完(wan)成了一(yī)套孔闆(pǎn)流🛀量計(jì)的選型(xíng)計算的(de)程序。
　　差(chà)壓流量(liàng)計是一(yi)種測定(ding)流量的(de)儀器。它(tā)是利用(yong)流體流(liu)🌈經節流(liu)裝置時(shí)所産生(shēng)的壓力(lì)差與流(liu)量之間(jiān)存在的(de)一定關(guān)🏃🏻系的原(yuán)理,流量(liàng)的測定(ding)通過測(ce)量壓差(chà)來實現(xiàn)。在石🐕油(yóu)、化工、供(gòng)熱、供㊙️水(shui)、冶金、電(diàn)力等領(ling)域的測(ce)量和過(guò)程控制(zhì)都有廣(guang)泛的應(yīng)用。流量(liang)儀表的(de)兩個功(gong)用,在過(guo)程自動(dòng)化儀表(biǎo)與裝置(zhi)中分别(bie)是:測量(liàng)物料數(shù)量的總(zǒng)量表和(he)過程自(zi)動化控(kong)制系統(tong)的😍檢測(ce)儀表⭐。節(jiē)流裝置(zhi)的有孔(kǒng)闆、噴嘴(zui)和文丘(qiū)裏管,它(ta)是在管(guan)道中安(ān)裝的一(yi)個局部(bu)收縮的(de)元件。本(ben)文将🐉主(zhǔ)要介紹(shao)🐕孔闆流(liu)量計的(de)選型計(jì)算與程(chéng)序開發(fa)。孔🌈闆流(liú)量計可(ke)測量氣(qi)體、液㊙️體(ti)、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(méi)炭、化工(gong)、建築、交(jiāo)通、醫.藥(yao)、農業、輕(qing)紡、食品(pin)環境保(bao)護及人(ren)類生活(huo)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(zhi)量改進(jin)，經濟效(xiào)益提升(shēng)和管理(li)水平提(ti)升的重(zhong)要工具(jù),在國民(min)經濟中(zhong)占有十(shí)分顯著(zhe)的地位(wèi)。
　　孔闆流(liu)量計流(liu)裝置的(de)結構比(bi)較簡單(dan),性能可(ke)靠穩定(ding),并且十(shi)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻分牢固(gù),價格較(jiào)低,使用(yong)壽命長(zhǎng),在工業(yè)中經常(chang)✍️用到孔(kǒng)闆🌍流量(liàng)計,并能(neng)經過嚴(yan)格的校(xiào)驗檢測(ce),整個加(jia)工過程(cheng)均采用(yòng)👌國際标(biao)準。孔闆(pǎn)流量計(jì)由于流(liu)速增加(jia)👨‍❤️‍👨可以使(shi)靜壓力(lì)變低🧑🏽‍🤝‍🧑🏻,壓(yā)差即在(zai)節流件(jiàn)前💋後便(biàn)産生了(le)壓力降(jiang),在節流(liu)件前後(hòu)産生的(de)壓差由(you)💞于介質(zhi)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(liang)流體流(liu)量的大(dà)小孔闆(pǎn)流量計(jì)是可以(yi)達到的(de)。這種測(cè)量方法(fa)是根據(ju)流動連(lián)續性定(dìng)律和能(néng)量守恒(héng)守恒定(ding)律爲基(jī)正确定(ding)的。
　　孔闆(pǎn)流量計(jì)的節流(liu)件前後(hou)産生的(de)靜壓力(lì)差,該壓(ya)力差與(yǔ)流量存(cún)在着一(yi)定的函(hán)數關系(xi),流量越(yue)大,壓力(lì)差相應(yīng)♈越大。差(chà)壓信号(hào)傳送給(gei) 差壓變(biàn)送器 ,轉(zhuan)換成4~20mA.DC模(mo)拟信号(hao)輸出,遠(yuǎn)轉給流(liu)量計算(suan)儀,實現(xiàn)流體流(liu)量的計(ji)🈲量。 質量(liàng)型流量(liàng)計 ,經過(guo) 智能型(xíng)差壓變(bian)送器 ,自(zì)動補償(chang)工況溫(wen)/壓後,實(shí)現對流(liu)體質量(liang)流量的(de)測量。
　　在(zai)設計項(xiang)目中如(ru)數據表(biǎo)和孔闆(pǎn)流量計(jì)算書等(děng)文件用(yong)✌️于孔闆(pǎn)流量計(jì)的采辦(ban),需要對(dui)孔闆的(de)規格和(he)尺寸進(jìn)行初步(bu)計算🧑🏽‍🤝‍🧑🏻,确(que)定孔闆(pan)的孔徑(jing)、直徑比(bi)等參數(shu)。其計✔️算(suan)過程較(jiao)爲複雜(za),通過👣人(ren)工計算(suàn)費時費(fei)力🔆,且難(nán)以得🔞到(dào)正确的(de)結果,需(xu)要采取(qǔ)專用的(de)計算軟(ruǎn)件。基于(yu)如上🔅考(kao)慮,本文(wen)解♈讀了(le)GB/T2624.2-2006對孔闆(pan)流量計(jì)進行🥰計(ji)算選型(xíng)的方法(fǎ),并通過(guo)VC++語言🔴進(jìn)行編程(chéng),完成了(le)一套孔(kong)闆流量(liàng)計的選(xuan)型計算(suan)的,取得(de)了令人(rén)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(yuán)理
　　如圖(tu)1所示流(liu)體流經(jīng)節流元(yuán)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(kao)近流動(dong)到節流(liu)元件前(qian)的截面(miàn)1處的💚流(liú)體,流束(shu)開始收(shou)縮,靠近(jìn)管壁處(chu)的流體(ti)将向管(guan)道💛中心(xin)加速,而(er)管道中(zhōng)心處流(liu)體的壓(yā)💯力開始(shi)下降。由(you)于慣性(xìng)作用,流(liú)束的最(zuì)小截面(miàn)位置⭐不(bu)在節流(liu)元件處(chu)由于流(liu)體流過(guo)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(hou)的截面(miàn)2處(此位(wèi)置随流(liú)量🆚大小(xiao)而變)，此(ci)處㊙️流體(ti)平均💞流(liú)速U2最大(dà),壓力p2最(zui)低。截面(mian)2後,流束(shu).逐漸擴(kuo)大。在截(jié)面3處,流(liu)體速度(du)Uz恢複到(dào)節流前(qian)的速度(du)U1(U3=U1),流♉束又(yòu)充🌈滿管(guǎn)道。壓力(lì)P3不🔴能恢(huī)複到原(yuán)來的數(shù)值p1,由于(yú)流體流(liú)經節流(liu)元件時(shí)會産💞生(sheng)漩渦以(yǐ)及鹽城(cheng)的摩擦(cā)✂️阻力等(deng)會造成(cheng)能量損(sun)失♌的原(yuan)因,P1與p3的(de)差值δp=p1-ps稱(chēng)爲流體(ti)流經節(jie)流元件(jiàn)的壓力(li)損失。
 
1.2節(jiē)流裝置(zhì)設計計(jì)算分類(lèi)
　　孔闆流(liu)量計的(de)設計與(yǔ)制造主(zhu)要參照(zhao)以下标(biāo)準:ISO5167Measurementoffluidflow-DifferentialPressureDevices,2003/GB/T2624用🍉安(an)🧡裝在工(gong)程項目(mu)設計中(zhōng),需要根(gen)據孔闆(pǎn)流量計(jì)所安裝(zhuāng)的管道(dào)等級,以(yi)😄及工藝(yì)專業提(tí)供的不(bú)同工況(kuàng)下的流(liu)量,對孔(kong)闆流量(liàng)計進行(háng)選型,同(tong)🔞時計算(suàn)孔闆的(de)孔徑以(yǐ)及Beta系數(shù)。
1.3孔闆流(liú)量計孔(kong)徑計算(suan)方法
　　一(yi)次裝置(zhì)安裝在(zài)充滿流(liú)體的管(guǎn)線中确(que)立爲測(cè)量㊙️原理(lǐ),裝人一(yī)次裝置(zhi)後裝置(zhi)的.上遊(yóu)側與喉(hóu)部或下(xià)遊側⭐之(zhī)間産生(shēng)一個靜(jìng)壓差。假(jia)設該裝(zhuāng)置與經(jing)過校🈲準(zhun)的一個(gè)裝置幾(ji)何相似(si)且使用(yong)條件相(xiang)同,據該(gai)壓🐇差的(de)實測值(zhí)和流動(dòng)‼️流體的(de)特性以(yǐ)及裝置(zhi)的使用(yong)環境,從(cóng)而确定(dìng)流量。
1.3.1流(liú)量計算(suan)
　　GB/T2624裏規定(dìng)的不确(què)定度限(xiàn)值,質量(liang)流量差(cha)壓的關(guān)系符合(hé),因此流(liú)量公式(shi)可用以(yǐ)下公式(shi)确定。
 
式(shi)中:qm-質量(liàng)流量,kg/s;
9v-體(ti)積流量(liang),m³/s;
C-流出系(xi)數;
Ɛ-可膨(peng)脹系數(shù);
β-直徑比(bǐ),β=d/D;
d-節流件(jiàn)開孔直(zhí)徑,m;
D-管道(dào)内徑,m;
ρ1-被(bei)測流體(ti)密度,kg/m³;
△p-壓(yā)差,Pa。
1.3.2節流(liú)裝置開(kai)孔直徑(jing)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(jiē)流元件(jiàn)開孔直(zhi)徑;
D20-20℃下管(guǎn)道内徑(jing);
λd一節流(liú)材料膨(péng)脹系數(shu);
λD一管道(dao)材料膨(péng)脹系數(shu)。
1.3.3流出系(xi)數計算(suàn)式
　　C爲不(bú)可壓縮(suo)流體确(què)定的表(biao)示通過(guò)裝置的(de)實際流(liu)💰量與理(lǐ)論🥰流量(liang)之間關(guan)系的系(xi)數,對于(yú)給定安(ān)裝條件(jiàn)下的給(gěi)㊙️定一🔞次(cì)裝⭐置,流(liu)出系數(shu)僅與雷(lei)諾數有(you)關。由下(xià)式表示(shì):
 
　　可膨脹(zhang)系數ε取(qu)決于雷(lei)諾數值(zhi),也取決(jué)于氣體(ti)的壓力(lì)比♋和等(děng)💜熵指數(shu)值。
　　表示(shi)這些變(biàn)化的方(fāng)法是以(yi)膨脹性(xing)(膨脹)系(xì)數乘一(yi)📧次裝置(zhi)☎️的♊流✌️出(chū)系數C。流(liú)出系數(shù)利用雷(lei)諾數值(zhí)相同的(de)液體直(zhí)接校準(zhǔn)後确定(dìng)。
　　當流體(tǐ)不可壓(yā)縮時(液(ye)體),ε等于(yú)1,當流體(ti)可壓縮(suo)時(氣體(tǐ)),ε小于1。
　　事(shì)實表明(ming)ε實際上(shàng)與雷諾(nuò)數無關(guan)。對于給(gei)定一次(ci)裝🌐置的(de)給定❌直(zhi)徑比,ε隻(zhi)取決于(yu)壓力比(bǐ)和等熵(shang)指數，因(yin)🔞此本法(fǎ)是可行(háng)的。
當直(zhí)接計算(suan)法不能(néng)解題時(shi),需要采(cai)用叠代(dai)計算法(fa)。
　　以孔闆(pan)爲例,始(shǐ)終需要(yào)叠代計(jì)算法來(lái)計算。原(yuan)則是把(ba)基本🈲.流(liu)量方程(chéng)中所有(you)--緻的值(zhí)重新組(zǔ)合在一(yi)個項内(nèi),而将未(wei)知的值(zhí)組合在(zài)一項内(nèi)。
　　把已知(zhī)數組合(he)在方程(chéng)的一邊(bian),将未知(zhī)數放在(zai)方程的(de)另㊙️一邊(bian)。
 
(2)計算β1:由(yóu)β0、k、△代入ε公(gōng)式計算(suan)ε0;由β0、ReD、D代人(rén)C公式計(ji)算C0;由C0、ε0、A2代(dài)入β公⭕式(shi)計算B0.
(3)計(ji)算β2:由β1、k、△代(dai)入ε公式(shi)計算ε1;由(yóu)β0.ReD、D代人C公(gong)式計算(suan)C1;由C1、ε1、A2代入(rù)β公式計(ji)算β2。
若滿(man)足βn-βn-1<E(一般(bān)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(liang)計計算(suàn)程序開(kāi)發
　　利用(yong)VC++語言将(jiāng)上述标(biao)準中的(de)計算公(gōng)式進行(háng)編程,開(kāi)發出一(yī)套孔闆(pǎn)流量計(ji)關鍵參(can)數計算(suàn)工具。通(tōng)過計🐕算(suàn)工具得(dé)出孔.闆(pan)流量計(ji)中孔徑(jìng)和直徑(jìng)比等數(shu)值的計(ji)算結果(guǒ),并📧與實(shi)際項目(mù)中的計(ji)算值進(jìn)行對比(bi)，以驗證(zheng)計算工(gōng)具的正(zhèng)确率。
2.1計(ji)算流程(chéng)
　　打開軟(ruǎn)件,輸入(rù)孔闆流(liú)量計相(xiàng)關已知(zhī)條件,黃(huáng)色框内(nèi)🐇爲必🛀填(tián)數據(管(guǎn)道膨脹(zhang)系數、孔(kǒng)闆膨脹(zhang)系數、管(guǎn)道🌈内徑(jing)💋、正常流(liu)量💛工況(kuàng)流量、最(zui)大流量(liang)工況流(liu)量、密度(du)、操作黏(nian)度、最大(da)🈚差壓等(deng)重要工(gōng)藝參數(shu))。程序計(ji)算出操(cao)作工況(kuàng)下管道(dào)内徑,根(gēn)據最大(da)差壓值(zhí)計算出(chu)正✉️常流(liu)量工況(kuàng)下的對(duì)應的♋差(chà)壓值。根(gen)據叠代(dài)計算法(fǎ).原把基(jī)本流量(liang)💁方程中(zhong)所有-緻(zhi)的值重(zhong)新組合(he)在一個(gè)項内,而(er)将未知(zhī)🌏的值組(zu)合在一(yī)項内,計(jì)算出A2。根(gēn)據流量(liàng)計算式(shi)确定直(zhi)徑比公(gōng)式,進行(hang)叠代👈計(ji)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(chéng)序界面(miàn)
　　根據某(mǒu)項目孔(kǒng)闆闆流(liu)量計數(shu)據表,輸(shū)人孔闆(pǎn)流量計(jì)相關已(yǐ)🌐知✉️條件(jian),黃色框(kuàng)内爲必(bì)填數據(ju):管道膨(péng)脹系數(shù)、孔闆膨(peng)脹系數(shù)💰、管道内(nei)徑、正常(chang)流量工(gōng)況流量(liang)、最大流(liú)量工況(kuang)流量、密(mi)度、操作(zuo)黏度、最(zuì)大差壓(ya)。程序界(jie)面如圖(tu)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(dé)到直徑(jìng)比、流量(liang)系數、膨(péng)脹系數(shu)、計算孔(kong)徑等數(shù)❗值的計(jì)算結果(guǒ)。輸出結(jie)果報告(gao),将計算(suàn)工具的(de)計💋算結(jié)♻️果與手(shǒu)動計算(suan)值進行(háng)對比,結(jié)果如表(biao)1所示。
 
　　計(ji)算工具(jù)輸出結(jié)果與手(shou)動計算(suan)值基本(ben)接近,說(shuō)明計算(suàn)工具.正(zheng)确率較(jiào)高。此程(chéng)序可以(yǐ)得到應(yīng)用。
4結論(lùn)
　　本文運(yun)用國家(jia)标準計(ji)算方法(fǎ),以解決(jué)設計項(xiàng)目中👌孔(kǒng)闆流量(liang)🍉計選型(xing)與計算(suan)完成數(shu)據表、計(jì)算書的(de)編制工(gong)作爲💰目(mu)标，以實(shi)際項目(mù)爲研究(jiu)對象,解(jie)讀了GB/T2624.2-2006對(dui)孔闆流(liú)🏃‍♂️量計進(jin)行計算(suàn)選型的(de)方法,并(bìng)通過VC++語(yǔ)言進🔞行(háng)編程,完(wán)成了一(yī)-套孔闆(pan)流量計(jì)的選型(xíng)計算,分(fèn)析程序(xu)結果與(yǔ)實際項(xiang)目中孔(kong)闆流量(liang)計數據(ju)表的結(jie)🏃‍♀️果一緻(zhì)性高,精(jing)㊙️度高。證(zheng)明此程(chéng)🏃🏻‍♂️序的編(bian)制至實(shí)現且功(gōng)能可靠(kào)。
　　較正确(què)完成了(le)孔闆的(de)規格和(hé)尺寸進(jìn)行初步(bù)計算,确(què)定孔💋闆(pan)的孔徑(jìng)、直徑比(bǐ)等參數(shu)的問題(tí)。将繁瑣(suǒ)的♻️計算(suàn)🏃🏻‍♂️變得方(fāng)便☔可行(háng)📧，計算🌍程(cheng)序簡練(lian),節省人(rén)工時間(jiān)🌈,且結果(guǒ)較爲正(zhèng)确,方便(bian)需要采(cai)取專用(yong)的計算(suan)軟件數(shù)據表中(zhōng)的工藝(yì)參數等(děng)進行校(xiao)核檢驗(yan),爲氣電(diàn)集團技(jì)術研發(fa)😄中心節(jiē)約了成(chéng)本。
　　但在(zai)運用程(cheng)序開發(fa)得出軟(ruǎn)件計算(suan)孔闆流(liú)量計選(xuǎn)型的結(jie)果與😘實(shi)際項目(mu)中的孔(kǒng)闆流量(liang)計選型(xíng)結果對(duì)比🤟,存在(zài)一定偏(piān)差。下一(yi)步将針(zhen)對程序(xù)結果的(de)正确率(lǜ),對🌈編程(cheng)進行進(jìn)一步修(xiū)訂。另外(wai)，爲提高(gāo)程序的(de)功能性(xing),不僅可(ke)實現液(ye)體介質(zhì)下孔闆(pǎn)流量計(jì)選型⛹🏻‍♀️結(jié)果,還将(jiang)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。

本文(wen)來源于(yú)網絡,如(ru)有侵權(quán)聯系即(ji)删除！