摘(zhai)要:介(jie)紹了(le)孔闆(pan)差壓(ya)式流(liu)量計(ji) 測量(liang)水蒸(zheng)氣的(de)工作(zuo)原理(li),對導(dao)緻孔(kong)闆差(cha)壓式(shi)流量(liang)計産(chan)生測(ce)量📞誤(wu)差的(de)各種(zhong)内.外(wai)因素(su)進行(hang)了分(fen)析,并(bing)闡述(shu)了相(xiang)應的(de)校正(zheng)補償(chang)方法(fa),爲今(jin)後孔(kong)闆差(cha)壓式(shi)💘流量(liang)計的(de)設計(ji)❌和使(shi)用提(ti)供了(le)借鑒(jian)。
　　目前(qian),國内(nei)外用(yong)于水(shui)蒸氣(qi)流量(liang)測量(liang)的儀(yi)表主(zhu)要包(bao)括: 孔(kong)闆流(liu)量計(ji) 、 渦街(jie)流量(liang)計 、 轉(zhuan)子流(liu)量計(ji) 和.彎(wan)管流(liu)量計(ji)等儀(yi)表。其(qi)中,孔(kong)闆差(cha)壓式(shi)流量(liang)計是(shi)國内(nei)外㊙️最(zui)早得(de)以研(yan)究.試(shi)驗數(shu)據最(zui)爲完(wan)善、實(shi)踐經(jing)驗最(zui)爲豐(feng)富、标(biao)準化(hua)程度(du)高的(de)流量(liang)計，因(yin)其結(jie)構簡(jian)單、制(zhi)造🈲成(cheng)本較(jiao)低、性(xing)能比(bi)較穩(wen)定、使(shi)用壽(shou)命較(jiao)長且(qie)已标(biao)準化(hua),因而(er)在工(gong)業上(shang)得到(dao)了最(zui)廣泛(fan)🔴的應(ying)用。孔(kong)闆流(liu)量計(ji)由節(jie)流裝(zhuang)置、一(yi)定長(zhang)度的(de)直管(guan)段、引(yin)壓管(guan)、 差壓(ya)變送(song)器 、 壓(ya)力變(bian)送器(qi) 、 溫度(du)變送(song)器 和(he)流量(liang)計算(suan)機等(deng)組成(cheng)。在使(shi)用過(guo)程中(zhong),盡可(ke)能地(di)減🈲小(xiao)流量(liang)測量(liang)誤差(cha),降低(di)水蒸(zheng)氣人(ren)爲損(sun)耗,對(dui)企業(ye)的生(sheng)産經(jing)營具(ju)有重(zhong)要的(de)意義(yi).
1孔闆(pan)工作(zuo)原理(li)及誤(wu)羞補(bu)償方(fang)法
1.1孔(kong)闆式(shi)流計(ji)的工(gong)作原(yuan)理
　　 孔(kong)闆式(shi)流量(liang)計 采(cai)用差(cha)壓式(shi)測量(liang)方法(fa)對流(liu)量進(jin)行測(ce)量,即(ji)在管(guan)道内(nei)裝人(ren)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻節流(liu)元件(jian)一孔(kong)闆。當(dang)水燕(yan)氣流(liu)過孔(kong)闆時(shi),流體(ti)速度(du)增大(da),壓力(li)減✂️小(xiao)，于是(shi)在孔(kong)闆的(de)前後(hou)産生(sheng)差壓(ya),利用(yong)具有(you)一定(ding)設計(ji)尺寸(cun)的孔(kong)闆測(ce)量水(shui)燕氣(qi)流量(liang),在保(bao)證孔(kong)闆前(qian)後有(you)足.夠(gou)的直(zhi)管段(duan)等條(tiao)件下(xia),孔闆(pan)前後(hou)的差(cha)🛀🏻壓将(jiang)随流(liu)量的(de)變化(hua)而變(bian)化，且(qie)兩者(zhe)具有(you)确定(ding)的關(guan)系,因(yin)此可(ke)以通(tong)過測(ce)量差(cha)壓得(de)到水(shui)蒸氣(qi)的流(liu)量🧡。根(gen)據國(guo)标GB/T2624:1993,對(dui)于标(biao)準節(jie)流裝(zhuang)置,差(cha)壓△P與(yu)流量(liang)q=的函(han)數關(guan)系爲(wei):
 
　　式中(zhong):qm爲質(zhi)量流(liu)量,kg/s;C爲(wei)流出(chu)系數(shu);D爲管(guan)道内(nei)徑,m;e爲(wei)節流(liu)件正(zheng)端取(qu)壓⭕口(kou)平面(mian)上的(de)氣體(ti)膨脹(zhang)系數(shu);d爲工(gong)作條(tiao)件下(xia)節流(liu)☔件的(de)開孔(kong)直徑(jing),m;ρ爲節(jie)流件(jian)人口(kou)端流(liu)體密(mi)度,kg/m³.
1.2流(liu)出系(xi)數C的(de)補償(chang).
　　流出(chu)系數(shu)C是表(biao)征孔(kong)闆節(jie)流裝(zhuang)置特(te)性的(de)主要(yao)參數(shu),是雷(lei)諾數(shu)👅Re和β的(de)曬數(shu),它是(shi)一個(ge)随流(liu)量變(bian)化的(de)量,其(qi)值随(sui)Re的增(zeng)大而(er)減小(xiao),當Re大(da)于--定(ding)值趨(qu)向無(wu)窮大(da)時,C趨(qu)向于(yu)常🥵數(shu)Ck,而孔(kong)徑比(bi)β越大(da),C的變(bian)💘化幅(fu)度也(ye)越大(da),使C趨(qu)向于(yu)常數(shu)Ck的Re也(ye)越大(da),C與β和(he)Re之間(jian)的定(ding)量關(guan)系爲(wei):
 
　　對于(yu)給定(ding)的标(biao)準孔(kong)闆,當(dang)β爲常(chang)數時(shi),C僅是(shi)Re的函(han)數C=f(Re)。在(zai)公式(shi)🎯(1)中,将(jiang)C用公(gong)式(2)而(er)不是(shi)一個(ge)常數(shu)來代(dai)替,可(ke)提高(gao)計量(liang)的精(jing)度。
1.3水(shui)蒸氣(qi)膨脹(zhang)系數(shu)e的補(bu)償
　　差(cha)壓式(shi)流量(liang)計在(zai)用來(lai)測氣(qi)體和(he)蒸氣(qi)流量(liang)時，流(liu)體流(liu)過節(jie)流裝(zhuang)置在(zai)節流(liu)件兩(liang)邊都(dou)要産(chan)生一(yi)定的(de)差壓(ya),在節(jie)流件(jian)的下(xia)遊靜(jing)壓降(jiang)低,将(jiang)出現(xian)流東(dong)膨脹(zhang)，流束(shu)的這(zhe)♍種膨(peng)脹使(shi)得節(jie)流裝(zhuang)置的(de)輸出(chu)(差.壓(ya))--輸人(ren)(流量(liang))關系(xi)同不(bu)可壓(ya)縮流(liu)體之(zhi)間的(de)偏.差(cha)。如果(guo)不對(dui)這♉種(zhong)偏差(cha)進行(hang)校正(zheng),将會(hui)導💔緻(zhi)流量(liang).示值(zhi)🏒偏高(gao)千分(fen)之幾(ji)到百(bai)分之(zhi)幾，尤(you)其是(shi)流量(liang)在較(jiao).大範(fan)圍内(nei)變化(hua)時,産(chan)生的(de)誤⚽差(cha)會更(geng)大,因(yin)此更(geng)有必(bi)要🈚對(dui)其進(jin)行修(xiu)正。
1.4孔(kong)闆流(liu)量計(ji)變更(geng)程後(hou)的修(xiu)正
　　盡(jin)管改(gai)變差(cha)壓變(bian)送器(qi)的差(cha)壓範(fan)圍是(shi)非常(chang)容易(yi)的事(shi),但不(bu)能隻(zhi)對差(cha)壓範(fan)圍做(zuo)調整(zheng)就萬(wan)事大(da)吉。.這(zhe)是因(yin)爲孔(kong)闆流(liu)量計(ji)量程(cheng)變更(geng)後,管(guan)道中(zhong)的常(chang)用流(liu)速等(deng)參數(shu)将發(fa)生變(bian)化,流(liu)出系(xi)數🏃‍♀️也(ye)相應(ying)有所(suo)變化(hua),因此(ci)需從(cong)已知(zhi)節流(liu)裝置(zhi)數據(ju)(從節(jie)流裝(zhuang)置計(ji)算書(shu)查得(de))和其(qi)他有(you)關流(liu)量數(shu)據(如(ru):變更(geng)後的(de)🍓流量(liang)上限(xian)及常(chang)用流(liu)量)計(ji)算出(chu)新的(de)差壓(ya)上限(xian)。實踐(jian)證明(ming),若量(liang)程縮(suo)小後(hou).C和Ɛ均(jun)增大(da),相應(ying)的🔴質(zhi)量流(liu)量會(hui)偏大(da)。
1.5密度(du)ρ的補(bu)償
　　在(zai)其他(ta)參數(shu)不變(bian)的情(qing)況下(xia)，qm與ρ之(zhi)間的(de)關系(xi)爲:qm=kp√ρ.可(ke)以看(kan)出🥰,水(shui)蒸♌氣(qi)的流(liu)量與(yu)其密(mi)度的(de)平方(fang)根成(cheng)正比(bi)關系(xi)。水🔞蒸(zheng)氣是(shi)可壓(ya)縮性(xing)氣體(ti),當其(qi)壓力(li)、溫度(du)變化(hua)時,其(qi)密度(du)将發(fa)生明(ming)顯變(bian)化,這(zhe)将引(yin)起流(liu)🌏量很(hen)大的(de)誤差(cha)。實際(ji)流體(ti)狀态(tai)(壓力(li)、溫度(du))與❄️流(liu)量計(ji)設計(ji)時的(de)狀态(tai)(壓力(li)、溫度(du))偏離(li)造成(cheng)的🏒相(xiang)對誤(wu)差可(ke)由公(gong)式(3)表(biao)示💃🏻:
 
　　假(jia)如設(she)計孔(kong)闆流(liu)量計(ji)時是(shi)按照(zhao)1MPa和285℃所(suo)對應(ying)的過(guo)熱水(shui)蒸氣(qi)密度(du)ρ=4.374kg/m³設計(ji)的,則(ze)密度(du)的變(bian)化造(zao)成的(de)測量(liang)誤差(cha)可能(neng)很大(da)，當壓(ya)力大(da)且溫(wen)度低(di)時,測(ce)量值(zhi)偏大(da):當壓(ya)力低(di)且溫(wen)度📐高(gao)時,測(ce)量值(zhi)偏小(xiao)。水蒸(zheng)氣的(de)實際(ji)狀态(tai)偏離(li)孔闆(pan)實際(ji)狀🌍态(tai)越嚴(yan)重，所(suo)引起(qi)的誤(wu)差越(yue)大。要(yao)補償(chang)密度(du)變化(hua)所引(yin)起的(de)這種(zhong)誤差(cha)✨,就不(bu)能将(jiang)公式(shi)(1)中的(de)ρ以設(she)計工(gong)況下(xia)的密(mi)度來(lai)代人(ren),需要(yao)将ρ看(kan)作.壓(ya)力和(he)溫度(du)的函(han)數,即(ji)ρ=f(P,t)。這🍉也(ye)就是(shi)一👅般(ban)智能(neng)流量(liang)積算(suan)儀均(jun)要對(dui)過熱(re)蒸汽(qi)進行(hang)壓力(li)溫度(du)補償(chang)的原(yuan)因。
1.6孔(kong)闆内(nei)徑d和(he)管徑(jing)D的誤(wu)差補(bu)償
　　測(ce)量水(shui)蒸氣(qi)流量(liang)時,如(ru)果設(she)計工(gong)況爲(wei)200℃，孔闆(pan)内徑(jing)爲d,則(ze)孔闆(pan)💚内徑(jing)在實(shi)際工(gong)作狀(zhuang)态下(xia)的修(xiu)正公(gong)式爲(wei)：
 
　　實際(ji)上d和(he)D偏離(li)設計(ji)值造(zao)成的(de)後果(guo)就是(shi)流量(liang)測量(liang)系❗統(tong)的滿(man)度值(zhi)發生(sheng)了變(bian)化,如(ru)果将(jiang)d和D的(de)實際(ji)值測(ce)量出(chu)🐇來,代(dai)入公(gong)式計(ji)算出(chu)與此(ci)實際(ji)值相(xiang)對應(ying)的流(liu)量滿(man)度值(zhi),然後(hou)用新(xin)的滿(man)度值(zhi)代替(ti)原設(she)計值(zhi),置人(ren)流量(liang)顯示(shi)儀表(biao),則系(xi)🐕統運(yun)行後(hou),尺寸(cun)誤差(cha)對測(ce)量系(xi)統的(de)影響(xiang)就👅能(neng)得到(dao)完全(quan)的校(xiao)正，這(zhe)也就(jiu)是每(mei)台流(liu)量計(ji)在投(tou)入使(shi)用前(qian)進行(hang)修正(zheng)計算(suan)的主(zhu)要工(gong)作。
2常(chang)見誤(wu)差原(yuan)因分(fen)析
2.1實(shi)際工(gong)作狀(zhuang)态引(yin)起的(de)誤差(cha)
　　标準(zhun)孔闆(pan)是按(an)照特(te)定的(de)已知(zhi)條件(jian)進行(hang)設計(ji)的，但(dan)在工(gong)作過(guo)程中(zhong),被測(ce)量介(jie)質的(de)各種(zhong)參數(shu)(如溫(wen)度、密(mi)🌈度、壓(ya)力.黏(nian)🌈度等(deng))與标(biao)準孔(kong)闆的(de)額定(ding)數值(zhi)有所(suo)不同(tong)。如在(zai)常溫(wen)附近(jin)時,若(ruo)被測(ce)量介(jie)質爲(wei)氣體(ti),溫度(du)每變(bian)✍️化10℃,氣(qi)體的(de)密度(du)則變(bian)🈲化3%左(zuo)右;在(zai)1個大(da)氣壓(ya)‼️下,被(bei)測氣(qi)❄️體壓(ya)力每(mei)變化(hua)10Pa,密度(du)則變(bian)化10%左(zuo)右。所(suo)以在(zai)用标(biao)準孔(kong)😍闆測(ce)量氣(qi)體時(shi)♻️，必須(xu)考慮(lü)氣體(ti)溫度(du)和壓(ya)力的(de)變化(hua),以進(jin)行适(shi)💚當的(de)修✂️正(zheng)。
2.2安裝(zhuang)不正(zheng)确引(yin)起的(de)誤差(cha)
　　對于(yu)标準(zhun)孔闆(pan),爲了(le)保證(zheng)被測(ce)量介(jie)質流(liu)量的(de)精度(du),标準(zhun)孔闆(pan)一定(ding)按規(gui)定要(yao)求進(jin)行正(zheng)确安(an)裝,否(fou)則将(jiang)會産(chan)🥵生一(yi)定的(de)🈚測量(liang)誤差(cha)。
(1)孔闆(pan)的銳(rui)面應(ying)迎着(zhe)流體(ti)的方(fang)向,以(yi)确保(bao)孔闆(pan)的方(fang)向安(an)裝正(zheng)确。
(2)孔(kong)闆的(de)前端(duan)面與(yu)管段(duan)軸線(xian)應保(bao)證垂(chui)直,最(zui)大傾(qing)斜度(du)應小(xiao)于1度(du)👨‍❤️‍👨。
(3)若工(gong)作環(huan)境的(de)測量(liang)精度(du)要求(qiu)較高(gao),爲了(le)提高(gao)測量(liang)的精(jing)度，建(jian)議标(biao)準孔(kong)闆前(qian)後的(de)直管(guan)段應(ying)盡量(liang)采用(yong)标準(zhun)㊙️直管(guan)段,然(ran)後再(zai)與主(zhu)🍓管道(dao)聯接(jie)。
(4)新安(an)裝的(de)管道(dao)在安(an)裝孔(kong)闆前(qian),應對(dui)管道(dao)進行(hang)沖洗(xi)和✏️掃(sao)🙇‍♀️線操(cao)🧡作,從(cong)而避(bi)免掃(sao)線時(shi)損傷(shang)孔闆(pan)的銳(rui)面,且(qie)管道(dao)内的(de)雜物(wu)在孔(kong)㊙️闆前(qian)後堆(dui)積也(ye)會降(jiang)低測(ce)量的(de)精度(du)。
(5)孔闆(pan)在使(shi)用過(guo)程中(zhong),由于(yu)受被(bei)測量(liang)介質(zhi)溫度(du)的影(ying)響,其(qi)自身(shen)會産(chan)生線(xian)膨脹(zhang),爲了(le)保證(zheng)其端(duan)面的(de)平面(mian)度和(he)對軸(zhou)線垂(chui)直度(du)👉,在安(an)裝過(guo)程中(zhong),要考(kao)慮其(qi)工作(zuo)過程(cheng)時🚶的(de)自由(you)伸縮(suo)性。
(6)孔(kong)闆的(de)密封(feng)墊片(pian)不能(neng)伸入(ru)管道(dao)中,應(ying)盡量(liang)薄，一(yi)般⛷️厚(hou)度💛應(ying)小于(yu)0.03D。
2.3孔闆(pan)入口(kou)邊緣(yuan)磨損(sun)引起(qi)的誤(wu)差
　　标(biao)準孔(kong)闆在(zai)使用(yong)過程(cheng)中，被(bei)測量(liang)介質(zhi)對孔(kong)闆的(de)沖刷(shua)腐💔蝕(shi)往⛷️往(wang)會造(zao)成測(ce)量裝(zhuang)置的(de)幾何(he)形狀(zhuang)和尺(chi)寸産(chan)生🐇不(bu)同程(cheng)度的(de)變化(hua)。長期(qi)使用(yong)後,孔(kong)闆邊(bian)緣的(de)銳角(jiao)會變(bian)鈍,在(zai)相同(tong)體積(ji)的被(bei)測量(liang)介質(zhi)✔️經過(guo)時所(suo)産生(sheng)的壓(ya)差△p将(jiang)變小(xiao)，标準(zhun)孔闆(pan)的☀️示(shi)值會(hui)偏低(di),從而(er)引🏃起(qi)測量(liang)誤差(cha),爲了(le)保證(zheng)測✍️量(liang)的精(jing)度，應(ying)定期(qi)對孔(kong)闆✉️進(jin)行校(xiao)驗，清(qing)洗，以(yi)減小(xiao)對孔(kong)闆的(de)沖蝕(shi)和污(wu)物堆(dui)積。
2.4引(yin)壓管(guan)路安(an)裝不(bu)當引(yin)起的(de)測量(liang)誤差(cha)
　　引壓(ya)管路(lu)應垂(chui)直或(huo)傾斜(xie)安裝(zhuang)，其傾(qing)斜度(du)應大(da)于1:12,在(zai)引壓(ya)🥰管🔴路(lu)的安(an)裝過(guo)程中(zhong),應保(bao)證彎(wan)曲處(chu)圓滑(hua)過渡(du),彎曲(qu)半徑(jing)㊙️應大(da)于引(yin)🔞壓管(guan)外徑(jing)的5倍(bei)，在測(ce)量不(bu)同的(de)介質(zhi)時💯,引(yin)壓管(guan)的長(zhang)度和(he)内徑(jing)要符(fu)合安(an)裝規(gui)定的(de)要求(qiu)。
2.5引壓(ya)管路(lu)堵塞(sai)引起(qi)的測(ce)量誤(wu)差
　　标(biao)準孔(kong)闆在(zai)使用(yong)過程(cheng)中,要(yao)保證(zheng)其引(yin)壓管(guan)暢通(tong),避免(mian)堵塞(sai),放空(kong)閥、三(san)閥組(zu).腰式(shi)法蘭(lan)及連(lian)接件(jian)的密(mi)封性(xing)能應(ying)保📱證(zheng)處💞于(yu)良💚好(hao)狀态(tai),不能(neng)有洩(xie)漏。爲(wei)了減(jian)少此(ci)類誤(wu)差，平(ping)時應(ying)加強(qiang)管理(li).提高(gao)操作(zuo)人員(yuan)的素(su)質,在(zai)使用(yong)過程(cheng)中,操(cao)作人(ren)員應(ying)做好(hao)系統(tong)的檢(jian)修.維(wei)護和(he)保養(yang)工作(zuo),延長(zhang)其使(shi)用壽(shou)命,從(cong)而減(jian)小測(ce)量誤(wu)差的(de)産生(sheng)。
3結語(yu)
　　使用(yong)孔闆(pan)差壓(ya)式流(liu)量計(ji)測量(liang)水蒸(zheng)氣的(de)流量(liang)涉及(ji)🔴一系(xi)💋列的(de)☔問題(ti),包括(kuo)檢測(ce)裝置(zhi)、顯示(shi)裝置(zhi).前後(hou)直管(guan)段以(yi)及輔(fu)助設(she)備等(deng),要保(bao)證水(shui)蒸氣(qi)流量(liang)測量(liang)的精(jing)✨度,必(bi)須做(zuo)到合(he)理選(xuan)型，正(zheng)确安(an)裝與(yu)調試(shi)，及時(shi)維護(hu)與保(bao)養,并(bing)❌對測(ce)量部(bu)☔分可(ke)能引(yin)人的(de)誤差(cha)進行(hang)适當(dang)的補(bu)償和(he)校正(zheng)。因爲(wei)在使(shi)用過(guo)程中(zhong),當流(liu)量和(he)壓力(li)🏒波動(dong)較大(da)時,從(cong)流量(liang)系數(shu)與流(liu)東膨(peng)脹系(xi)數所(suo)引人(ren)❗的系(xi)統誤(wu)差較(jiao)大,另(ling)外孔(kong)闆長(zhang)期運(yun)🤩行後(hou)銳角(jiao)會變(bian)鈍、幾(ji)何尺(chi)寸會(hui)發生(sheng)變化(hua),系統(tong)的測(ce)量精(jing)度就(jiu)會下(xia)📞降,有(you)時甚(shen)至無(wu)法進(jin)行正(zheng)常測(ce)量，所(suo)以平(ping)時應(ying)加強(qiang)管理(li),盡量(liang)減小(xiao)測量(liang)誤差(cha)的産(chan)生。

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