[摘要]差壓式孔(kong)闆流量計 廣泛(fàn)用于貿易結算(suan)，通過各種因素(su)對差壓式孔闆(pan)流量♉計💛計量結(jié)果的影響，減少(shǎo)計量誤差的方(fāng)法。從 差壓式流(liú)量計 的計算公(gong)式入手，确定影(ying)響因素，通過實(shí)際案例确定影(yǐng)響因💃🏻素對實際(jì)計量結果的誤(wu)差，最終得出以(yi)下結論:①在差壓(ya)爲0.1倍✊最大值時(shí)，熱膨脹系數和(he)流出系數造成(cheng)的相對誤差最(zuì)大，爲1.84%。②在壓力爲(wèi)0.8MPa、溫度爲250℃的變工(gong)況狀态下，孔闆(pan)直徑平均線膨(péng)脹系數造成的(de)相對誤差最大(da)，爲0.85%。③由于查表法(fǎ)相對誤差較小(xiǎo)且使🔞用方便，因(yīn)此密度選取方(fang)式一般采用查(cha)表法。
0引言
　　差壓(ya)式孔闆流量計(jì)分爲差壓裝置(zhì)、 差壓變送器 和(hé)流量積算儀三(san)大部分，工作原(yuán)理是當介質流(liu)過差壓件，在左(zuǒ)右兩側産生壓(yā)差，根據伯努利(lì)方程和流動連(lian)續性方程，可計(ji)算☀️出介質的瞬(shùn)時流量。差壓式(shì)孔闆流量計相(xiang)關技術較爲成(chéng)熟，并且使用方(fang)便、拆裝便捷、有(you)相關的檢定規(gui)程、易于檢定，因(yīn)此廣泛應用于(yu)蒸汽、液體及天(tian)然氣等介質的(de)貿易結算。一般(ban)情況下，計量數(shù)據較大，計量結(jie)果的些許偏差(cha)就會造成損失(shī)，因此如何增加(jia)差壓式孔闆流(liú)量計的計量正(zheng)确性重要。首先(xian)對差壓式孔闆(pan)流✂️量計中各種(zhong)影響因🛀🏻素進行(háng)分析，其次根據(ju)其檢定規程中(zhong)的㊙️計算公式入(ru)手，确定影響因(yin)素有熱膨脹系(xì)數、流出系數、孔(kǒng)闆直徑平均線(xian)膨脹系數、密度(du)等參數，再次根(gen)據理論公式及(jí)大量工程經📐驗(yàn)确定各個影響(xiang)因✉️素之間的關(guān)系，最後通過實(shí)際案例确定🙇🏻影(yǐng)響因素對實際(jì)計量結果的誤(wu)差，并找到了影(ying)響計量結果的(de)其他因素。通過(guò)各🌏種因素對差(chà)壓式孔闆流量(liang)計😄計量🈲結果的(de)㊙️影響，更好地理(li)解孔闆流量計(jì)的特性，通過與(yǔ)實際🌐計量經驗(yàn)結合，保障孔闆(pan)流量🧑🏽‍🤝‍🧑🏻計計量💜結(jié)果的正确性。
1.模(mo)型
　　差壓式孔闆(pan)流量計的流量(liang)計算公式如~下(xia):
 
　　公式(1)中:qm爲瞬時(shí)質量流量，單位(wèi)爲kg/s;C爲流出系數(shù)，無量綱;β爲直徑(jìng)比，β=d/D;D爲管道内徑(jìng)，單位爲mm;ε爲可膨(peng)脹系數;d爲開孔(kong)✉️直徑，單位💞爲mm;△p爲(wèi)差壓，單位爲kPa;ρ爲(wèi)節流件正端取(qǔ)🐇壓口平面上的(de)流體密度，單位(wèi)爲kg/m3.
在實踐過程(cheng)中，差壓式孔闆(pǎn)流量計流量測(cè)量簡化的🎯基本(běn)公式如下:
 
2檢定(ding)規程步驟
　　《差壓(ya)式流量計檢定(ding)規程》中使用幾(ji)何檢測法對孔(kong)闆的6個㊙️參數進(jin)行檢定。
　　A面平面(miàn)度:将孔闆的A面(miàn)朝上并放置在(zai)平闆上，找到A面(miàn)與平闆垂直的(de)最長距離，用量(liang)塊或塞尺測量(liang)，該距離即A面的(de)平面度。
　　A面及e面(miàn)的表面粗糙度(du):以樣塊的表面(mian)粗糙度爲标🐉準(zhǔn)，借☁️助放大鏡顯(xiǎn)微鏡等工具判(pàn)斷A面與e面的粗(cū)糙度,或使用輪(lún)廓法觸針式表(biao)面粗糙度測量(liang)儀測量A面及e面(mian)的粗糙度。
　　邊緣(yuán)G、H、I:可借助放大鏡(jing)檢查G、H、I，并使用模(mo)壓法或反射光(guāng)法測量㊙️入口邊(biān)緣圓弧的半徑(jìng)。
　　厚度E及長度e:用(yòng)量具分别在離(li)内圓外和外圓(yuan)内大約10mm的位置(zhi)上均勻測3個值(zhi)，其中E爲這3個值(zhi)的平均值🚶‍♀️，最大(da)✌️值減去最小值(zhi)爲E的最大偏差(chà)。e則是在長度處(chu)均勻分布的位(wei)置上取3個值，其(qi)中e爲這3個值的(de)平均值，最大值(zhí)減去最小值爲(wèi)e的最🏃‍♂️大偏差。
　　節(jie)流孔直徑d:選擇(zé)遊标卡尺、内徑(jing)千分尺、帶表卡(kǎ)尺、孔徑測量儀(yí)、内測千分尺測(ce)量節流孔直徑(jing)，共選取4個角度(dù)大緻相同的位(wei)置進行測量，d爲(wei)這4個值的平均(jun1)值，并按照公式(shì)計算出直徑⁉️相(xiang)對誤🎯差及節流(liu)孔直徑的重複(fu)性。
　　斜角:将B面放(fàng)在平闆上，用角(jiǎo)度規或樣闆角(jiao)等儀器，在🔞任一(yī)直徑方向測量(liàng)2個斜角值，斜角(jiao)爲這2個值的❓平(ping)均值。
　　《流量積算(suàn)儀檢定規程》中(zhong)規定檢定點應(ying)選取流量量程(cheng)對應⭐的輸入信(xìn)号的下限、0.25倍、0.5倍(bèi)、0.75倍、1倍，如果流量(liang)積算儀具有壓(yā)力和💃🏻溫度🌏這兩(liang)個參數的補償(cháng)功能💘，則檢定點(diǎn)的選取應在設(shè)計狀🔞态下，并且(qiě)需在設計範圍(wei)内壓☎️力不變的(de)情況下，溫度任(rèn)取兩點進行檢(jian)定;同時，在溫度(dù)不變的情況下(xia)，壓力任取兩點(dian)，進行檢定。
3影響(xiang)因素
　　已知熱膨(peng)脹系數ε、流出系(xì)數C、節流孔直徑(jìng)d、直徑比β，根據公(gong)式(1)即可求出最(zui)大差壓對應的(de)瞬時流量。現将(jiang)🏃🏻一台差壓📧式孔(kǒng)闆流👌量計放入(ru)工作環境中，己(jǐ)知工作介質爲(wei)過熱蒸汽，設☁️計(ji)狀态爲壓力0.8MPa、溫(wēn)度200℃，相關參數分(fen)别爲内徑d=34.51mm、β=0.388098，在△pmax=60kPa下(xia)，Ɛ=0.98157、C=0.60248。根據公式(1)，求得(de)qmax，其中🛀密度是根(gēn)💰據IAPWS-IF97公式所得。變(biàn)工況狀态下溫(wēn)度爲200℃時，壓力分(fèn)别爲♋0.7MPa、0.6MPa，另一變工(gong)況狀态下壓力(lì)爲0.8MPa時，溫度分别(bie)爲220℃、250℃。
3.1熱膨脹系數(shu)與流出系數的(de)影響
　　熱膨脹系(xì)數是給定一次(cì)裝置的給定直(zhí)徑比，差壓式孔(kong)闆🚶‍♀️流量計的熱(re)膨脹系數隻取(qu)決于壓力比和(he)等熵指數，計算(suan)公式如下♉:
 
　　流出(chu)系數是裝置的(de)實際流量與理(li)論流量之間關(guān)系🛀的系數，隻與(yǔ)雷諾數有關，随(sui)着雷諾數變大(da)，流出系數🚶‍♀️會越(yue)🐆來越小，随着雷(lei)諾數變小，流出(chu)系數會越來越(yue)大，計算公式如(ru)公:式(4)所示。對于(yu)不同的裝置，如(rú)果其幾何相似(sì)且雷🆚諾數相同(tong)，那麽流出♋系數(shu)就相㊙️同。
C=0.5961+0.0261β2+0.216β8(4)
　　将該例(li)中所有狀态下(xià)的熱膨脹系數(shù)和流出系數看(kàn)做定值，均與設(she)定狀态下最大(dà)流量對應的數(shu)值❓相同，瞬時流(liu)量結果如表🔞1中(zhōng)的經驗值。從表(biao)1可以看出，在差(cha)壓爲0.1倍最大值(zhí)㊙️時，相對誤差最(zuì)大，絕對值爲1.84%，随(sui)着差壓🌈取值逐(zhú)漸接近最大值(zhi)，相對誤🔱差越來(lai)越小。
3.2孔闆直徑(jìng)平均線膨脹系(xì)數的影響
　　若流(liú)動狀态下測量(liang)管道的溫度與(yǔ)确定直徑時的(de)😄溫度(該溫度稱(cheng)之爲參比端或(huo)校準溫度)有較(jiao)大差異，在用公(gong)式計算孔闆直(zhí)徑、直徑比和流(liu)量時，應将管道(dào)的膨脹或🔞者收(shou)縮考慮在📐内，具(ju)體⭐公式如下:
 
　　公(gōng)式中，d爲流動狀(zhuang)态下一次裝置(zhi)的直徑;d0爲參比(bi)溫度⭐下一次裝(zhuang)置的直徑;λD爲一(yī)次裝置材料的(de)平均線膨脹系(xi)數♈;T爲流動狀态(tài)下一次裝置的(de)溫度;T0爲參比溫(wēn)度或校準溫度(du)。
　　孔闆直徑的材(cái)質爲不鏽鋼，λ=0.000017。如(ru)果不考慮孔闆(pǎn)直徑受溫💃度的(de)影響，瞬時流量(liàng)結果如表2中的(de)經驗值所示，從(cong)表2中可以看出(chu)🌍，相對誤差在最(zuì)後一-個檢定點(dian)，即壓力爲0.8MPa、溫度(dù)爲250℃時的🌈相對誤(wu)✊差最大🔅，絕對值(zhí)爲0.85%，從‼️公式(5)中也(ye)可以看出，此時(shí)T-T0值最大，因此造(zao)成了較大♍的偏(pian)差，而在溫度沒(mei)有變🈚化的情況(kuàng)下，相對誤差沒(méi)有随着差壓及(ji)壓力值發生變(biàn)化，因此可以得(dé)出孔闆直徑平(píng)均線膨脹系數(shu)隻與被測介質(zhi)的溫度相關。
3.3密(mi)度取值方法的(de)影響
　　蒸氣密度(dù)可通過公式法(fǎ)、狀态方程法、查(cha)表法3種方法🌈獲(huo)取😘回。其中，公式(shì)法使用的公式(shì);狀态方程法使(shi)用的是理想氣(qi)體方程PV=nRT,應注意(yì)狀态方程法适(shi)用範圍較窄;查(chá)表法是使用《國(guó)際單位制的水(shui)和水蒸氣的性(xing)質》中的數據，并(bing)進行線性插值(zhí)從而🎯得出蒸汽(qi)的密度，這個方(fang)法比公式🙇‍♀️法及(jí)狀态方程法方(fang)便，但會産生一(yi)定.的偏差。表3中(zhōng)，标準值的密度(du)取值方法采取(qǔ)公式法，經驗值(zhí)的密度通過查(cha)表所得，從結果(guǒ)看出，每個檢定(ding)點的相對誤差(cha)都較小，最大相(xiàng)對誤差的絕對(duì)值沒有超過0.1%，
 
 
　　因(yin)此平常做差壓(yā)式孔闆流量計(jì)的檢定時，爲求(qiu)方便，密度的求(qiu)取方式可采取(qu)查表法。
3.4其他因(yīn)素對計量結果(guo)的影響
　　除了上(shàng)述幾個因素，還(hái)有其他因素會(hui)對差壓式孔闆(pǎn)流量計的計量(liang)結果産生影響(xiang)。
　　例如，流量量程(cheng)與流量計的不(bú)匹配會使差壓(ya)式孔闆流量計(jì)的計量結果偏(pian)離标準值，尤其(qi)是當流量較小(xiǎo)時，使用大量程(cheng)孔闆流量計會(huì)造成誤差，同時(shi)流量積算儀會(huì)進行小信号切(qiē)除四]。因此，應根(gēn)據流體介質的(de)✌️實際情況選擇(zé)孔闆尺寸、材質(zhi)等各個方🐆面都(dou)合适的差壓式(shi)孔闆流量計。
　　差(chà)壓式孔闆流量(liàng)計的安裝也是(shi)産生誤差的原(yuán)因之一，主♍要😄影(ying)響因素有孔闆(pǎn)入口直角銳利(lì)度的變化、孔闆(pǎn)厚度存.在誤差(cha)、管徑尺寸不符(fu)、節流件附件等(děng)沒有放在中軸(zhóu)線、取壓的位置(zhi)、孔闆彎曲、取壓(ya)孔堵塞或加工(gong)不規範、孔闆上(shang)有髒物沉積、管(guan)線布置✉️的偏離(li)、管道粗糙度的(de)影⁉️響等。這些因(yin)素都将造成🐪流(liú)量系數發生🐉改(gai)變從而與商家(jiā)給定的值不符(fu)，産生誤差。孔闆(pan)的正确安裝方(fāng)法是将其銳面(mian)迎着流體的方(fang)向，若安裝相反(fan)，則會使流量的(de)示值偏低。上✊述(shù)誤差均由人爲(wèi)原因造成，是可(kě)以控制的，也是(shi)在😍安裝過程中(zhong)要着重注意的(de)。對于後期的維(wei)護工作，相關人(ren)員應該制訂詳(xiáng)細的方案并嚴(yán)格執行，盡可能(neng)延長孔闆流量(liàng)計的使⛷️用壽🌍命(ming)♌，提高計量的正(zhèng)确性，減小計量(liàng)偏差。
　　各個部件(jian)之間因密封不(bu)嚴謹而産生洩(xiè)露，從而引起🈲介(jie)質通過孔闆時(shi)差壓變送器産(chan)生誤差，導緻瞬(shùn)🚶‍♀️時流量變小，若(ruò)在下遊産生洩(xiè)露，則會導緻瞬(shun)時流量變大。
　　當(dang)使用條件偏離(li)設計條件時，也(yě)會造成結果的(de)偏差🏃。城📐市蒸汽(qi)、燃氣會出現波(bō)峰波谷的情況(kuàng)，突然變化的流(liu)速和壓力造成(cheng)脈動流的形成(cheng)，從而影響差壓(yā)式孔闆流量計(jì)的差💯壓、壓力及(ji)溫度信号的準(zhun)确📞傳遞。
　　計量裝(zhuāng)置的上遊有很(hen)多管道配件，如(ru)彎頭、漸擴管漸(jian)縮🚶管等，這些配(pei)件稱爲阻流件(jiàn)。當介質通過阻(zǔ)流件後⭕會産生(sheng)不規則流動等(deng)現象，這些不規(guī)則的流動會使(shi)差壓式孔闆流(liú)量計的流出系(xi)✊數偏離标準值(zhí)。
　　被測介質的實(shí)際物理性質測(ce)量存在不确定(ding)性，如天然♻️氣在(zai)運🔴輸的過程中(zhōng)爲保障其穩定(dìng)性會加入🔞其他(tā)物質🐪，這些物質(zhi)的加🈲入會導緻(zhi)被測的天然氣(qì)與标準狀況不(bú)同，使壓縮因子(zǐ)🔅和密度等參數(shù)偏離标準值，從(cong)而導緻瞬時流(liu)量誤差的産生(shēng)。
4結束語
　　從檢定(ding)規程中的計算(suan)公式入手，确定(dìng)了影響差壓✍️式(shì)孔闆流量計檢(jian)定偏差的因素(sù)有熱膨脹系數(shù)、流💞出系🏒數、孔闆(pan)直徑及密度🈚，最(zui)後通過介質爲(wei)過熱蒸🌍汽的實(shí)際案例确定影(yǐng)響.因素對實際(ji)檢定結果造😘成(cheng)的偏差🈚。得出如(ru)下結論:①在差壓(ya)爲0.1倍最大值時(shi)，熱膨脹系數和(hé)流出系數造成(cheng)的相對誤差最(zui)大，爲1.84%，随着差壓(ya)取值逐漸接近(jìn)最大值，相對誤(wù)差越來越小㊙️。②在(zài)變工況狀态下(xia)❌，即壓力爲0.8MPa、溫度(du)爲250℃時，孔闆直徑(jing)平均線膨脹系(xì)數造成✉️的相對(duì)誤差最大，爲0.85%。③密(mì)度的取值方法(fa)有❌3種，其中公式(shi)法造成的誤差(cha)最小，但💔計算量(liàng)較大，使用查表(biao)法時每個檢定(dìng)點的相對誤差(chà)較🍉小，最大相對(dui)誤差也沒有超(chāo)㊙️過0.1%，因此平常做(zuò)差壓式📞孔闆流(liu)量計的檢定時(shi)，爲方便，密度求(qiú)取方式可采取(qǔ)查表法。④其他影(yǐng)響因素還有流(liu)量量程與流量(liang)計的不匹配、孔(kǒng)闆流量計的安(an)裝方式、各個部(bu)件之間産生縫(feng)隙而導緻的⛷️介(jiè)質洩露、脈動流(liú)的産生及阻流(liu)件🤟對介質流動(dòng)的影響、被測介(jie)質的實💞際物理(lǐ)性質測量存在(zai)不确定性。
　　也有(you)很多不足之處(chù)，例如隻列舉了(le)介質爲過熱蒸(zhēng)汽的實際案例(lì)，而并未涉及介(jiè)質爲液體、飽和(hé)蒸汽、天然氣的(de)💰情況，尤其當介(jiè)質爲天然氣時(shí)，密度的計算及(jí)其💁他影響因素(su)之間的關系更(geng)加複雜，需要有(yǒu)了大量數據後(hou)才能進一步分(fèn)🌈析。

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