摘要:以(yi)差壓流(liu)量計 的(de)選型計(ji)算，主要(yao)針對 孔(kong)闆流量(liang)計 進行(hang)并解讀(du)了相關(guan)的國家(jia)标準,運(yun)用VC++軟件(jian)作爲程(cheng)序開發(fa)的🐆工具(ju),以實際(ji)工程爲(wei)例,探索(suo)了孔闆(pan)流量計(ji)的孔闆(pan)直徑㊙️、直(zhi)徑比等(deng)🌈标準計(ji)算方法(fa)與軟件(jian)計算方(fang)法。本文(wen)解決了(le)在項目(mu)中，用于(yu)孔闆流(liu)量計采(cai)辦的文(wen)件🔴如數(shu)據表🏃🏻和(he)孔闆流(liu)量計計(ji)算書等(deng),需要對(dui)孔闆的(de)規格和(he)尺寸進(jin)行初步(bu)計算,确(que)定孔闆(pan)的孔徑(jing)、直徑比(bi)等參數(shu)的問題(ti)。将繁瑣(suo)的計算(suan)變🔞得方(fang)便可行(hang),計算程(cheng)序簡練(lian),節省人(ren)工時間(jian),且結果(guo)較爲正(zheng)🙇‍♀️确确,方(fang)便需要(yao)采👅取專(zhuan)用的計(ji)算軟件(jian)數據表(biao)中的工(gong)藝參數(shu)等進行(hang)校❤️核檢(jian)驗,完成(cheng)了一套(tao)孔闆流(liu)量計的(de)選型計(ji)算的程(cheng)序。
　　差壓(ya)流量計(ji)是一種(zhong)測定流(liu)量的儀(yi)器。它是(shi)利用流(liu)體流經(jing)節流裝(zhuang)置時所(suo)産生的(de)壓力差(cha)與流量(liang)之間存(cun)在的一(yi)定關系(xi)的原理(li),流量的(de)測定通(tong)過測量(liang)壓✂️差來(lai)實現。在(zai)石♌油、化(hua)工、供熱(re)、供⁉️水、冶(ye)金⛱️、電力(li)等領域(yu)的測量(liang)和✔️過程(cheng)控制都(dou)有廣泛(fan)的應用(yong)。流💜量儀(yi)表的兩(liang)個功用(yong),在過程(cheng)自動化(hua)儀表與(yu)裝置中(zhong)分别是(shi):測量物(wu)料數量(liang)的總量(liang)表和過(guo)程自動(dong)化控制(zhi)系❌統的(de)檢測儀(yi)表⭐。節流(liu)裝置的(de)有孔闆(pan)、噴嘴和(he)文丘裏(li)管,它📧是(shi)在管道(dao)中安裝(zhuang)的一個(ge)局部收(shou)縮的元(yuan)件。本文(wen)将主要(yao)介紹孔(kong)闆流量(liang)計的選(xuan)型計算(suan)與程序(xu)開發。孔(kong)闆流量(liang)計可測(ce)量氣體(ti)、液體、蒸(zheng)汽及天(tian)然氣的(de)流量✍️。孔(kong)闆流量(liang)計被廣(guang)泛應用(yong)🏃‍♀️于煤炭(tan)、化工、建(jian)築、交通(tong)、醫.藥、農(nong)業、輕紡(fang)、食品環(huan)境保護(hu)及人類(lei)生活的(de)各個所(suo)需領域(yu),是♻️發展(zhan)工業及(ji)農業生(sheng)産,能源(yuan)📧節🚶‍♀️約,産(chan)品質量(liang)改進，經(jing)濟效益(yi)提升和(he)管理水(shui)平提升(sheng)的重要(yao)❓工具,在(zai)國民經(jing)濟中占(zhan)有十分(fen)顯著的(de)地位。
　　孔(kong)闆流量(liang)計流裝(zhuang)置的結(jie)構比較(jiao)簡單,性(xing)能可靠(kao)穩定🥰,并(bing)且十分(fen)牢固,價(jia)格較低(di),使用壽(shou)命長,在(zai)工業中(zhong)經常用(yong)到孔闆(pan)流量計(ji),并能經(jing)過嚴格(ge)的校驗(yan)檢測,整(zheng)個加工(gong)過程均(jun)采用國(guo)際标準(zhun)。孔闆📞流(liu)量計由(you)于流速(su)增加可(ke)以使靜(jing)壓力變(bian)低,壓差(cha)即在❗節(jie)流件前(qian)後便産(chan)生了壓(ya)力降,在(zai)節流件(jian)前後産(chan)🌏生的壓(ya)差由🐅于(yu)介質流(liu)動的流(liu)量增大(da)而增大(da)，因此，通(tong)過測量(liang)壓差來(lai)衡量流(liu)體流量(liang)的大小(xiao)孔闆流(liu)量計是(shi)可以達(da)到的。這(zhe)種測量(liang)方法⛷️是(shi)根據流(liu)動連續(xu)🏃🏻性定律(lü)和能量(liang)守恒守(shou)恒定律(lü)爲基😄正(zheng)确定🏃的(de)。
　　孔闆流(liu)量計的(de)節流件(jian)前後産(chan)生的靜(jing)壓力差(cha),該壓力(li)差與流(liu)☁️量✔️存在(zai)着一定(ding)的函數(shu)關系,流(liu)量越大(da),壓力差(cha)相應越(yue)大🏃‍♂️。差壓(ya)👌信号🤩傳(chuan)送給 差(cha)壓變送(song)器 ,轉換(huan)成4~20mA.DC模拟(ni)信号輸(shu)出,遠轉(zhuan)給流量(liang)計算儀(yi),實現流(liu)📞體流✉️量(liang)的計量(liang)。 質量型(xing)流量計(ji) ,經過 智(zhi)能型差(cha)壓變送(song)器 ,自動(dong)補償工(gong)況溫/壓(ya)後,實現(xian)對流體(ti)質量流(liu)量的測(ce)量。
　　在設(she)計項目(mu)中如數(shu)據表和(he)孔闆流(liu)量計算(suan)書等文(wen)件用于(yu)孔闆🏃🏻‍♂️流(liu)量計的(de)采辦,需(xu)要對孔(kong)闆的規(gui)格和尺(chi)寸進行(hang)初步計(ji)算,确定(ding)孔闆的(de)孔徑、直(zhi)徑比等(deng)參數。其(qi)計算過(guo)程較爲(wei)複雜,通(tong)過人工(gong)計算費(fei)時費力(li),且難以(yi)得到正(zheng)确的結(jie)果,需要(yao)采取專(zhuan)用的計(ji)算軟件(jian)。基于如(ru)上考慮(lü),本文解(jie)讀了GB/T2624.2-2006對(dui)孔闆流(liu)量計進(jin)行計算(suan)選型的(de)方法,并(bing)通過VC++語(yu)言進行(hang)編程,完(wan)成了一(yi)套孔闆(pan)流🔆量計(ji)的選型(xing)計算的(de),取得了(le)令人滿(man)意的結(jie)果。
1孔闆(pan)流量計(ji)的計算(suan)方法
1.1孔(kong)闆流量(liang)計原理(li)
　　如圖1所(suo)示流體(ti)流經節(jie)流元件(jian)時的壓(ya)力、速度(du)變化情(qing)況。從圖(tu)💔中可見(jian),沿水平(ping)管靠近(jin)流動到(dao)節流元(yuan)件前的(de)截面🍓1處(chu)的流體(ti),流束開(kai)始收縮(suo),靠近管(guan)壁處的(de)🌂流體将(jiang)向管道(dao)中心加(jia)速,而管(guan)道中心(xin)處流體(ti)的壓🙇‍♀️力(li)開始下(xia)✍️降。由于(yu)慣性作(zuo)用,流束(shu)的最小(xiao)截面位(wei)置不在(zai)節流元(yuan)件處由(you)于流體(ti)流過節(jie)流元件(jian)後流束(shu)🌈繼續收(shou)縮的原(yuan)㊙️因,而在(zai)節流元(yuan)件後的(de)截面2處(chu)🔞(此位置(zhi)随流量(liang)🏃🏻‍♂️大小而(er)變)，此處(chu)流體平(ping)均流速(su)U2最大,壓(ya)力p2最低(di)。截面2後(hou),流束.逐(zhu)漸擴大(da)。在截面(mian)3處,流體(ti)速度Uz恢(hui)複到節(jie)流前的(de)速度U1(U3=U1),流(liu)束又充(chong)滿管道(dao)。壓力P3不(bu)⭐能恢複(fu)到原來(lai)的數值(zhi)p1,由于流(liu)體流經(jing)節流元(yuan)件時會(hui)産生漩(xuan)渦以及(ji)鹽城的(de)摩擦阻(zu)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻力等會(hui)造成能(neng)量損失(shi)☀️的原🐆因(yin),P1與p3的差(cha)值δp=p1-ps稱爲(wei)流體流(liu)㊙️經節流(liu)元件的(de)壓力⁉️損(sun)失。
 
1.2節流(liu)裝置設(she)計計算(suan)分類
　　孔(kong)闆流量(liang)計的設(she)計與制(zhi)造主要(yao)參照以(yi)下标準(zhun):ISO5167Measurementoffluidflow-DifferentialPressureDevices,2003/GB/T2624用安裝(zhuang)在工程(cheng)項目設(she)計中,需(xu)要根據(ju)孔闆流(liu)量計所(suo)安裝的(de)管道等(deng)🥵級,以及(ji)工藝專(zhuan)業提供(gong)的不同(tong)工況下(xia)的流量(liang),對孔闆(pan)流量計(ji)進行🤩選(xuan)型,同時(shi)計算孔(kong)闆的孔(kong)徑以及(ji)Beta系數。
1.3孔(kong)闆流量(liang)計孔徑(jing)計算方(fang)法
　　一次(ci)裝置安(an)裝在充(chong)滿流體(ti)的管線(xian)中确立(li)爲測量(liang)原理,裝(zhuang)🔞人一🧑🏾‍🤝‍🧑🏼次(ci)裝置後(hou)裝置的(de).上遊側(ce)與喉部(bu)或下遊(you)側之間(jian)産生🚩一(yi)個靜壓(ya)差。假設(she)該裝置(zhi)與經過(guo)校準的(de)一個裝(zhuang)置幾何(he)相❓似且(qie)使用條(tiao)件🐕相同(tong),據該壓(ya)差的實(shi)測值和(he)流動流(liu)體的特(te)性以及(ji)裝置的(de)使用環(huan)境,從而(er)确定流(liu)量。
1.3.1流量(liang)計算
　　GB/T2624裏(li)規定的(de)不确定(ding)度限值(zhi),質量流(liu)量差壓(ya)的關系(xi)符合,因(yin)此流量(liang)公式可(ke)用以下(xia)公式确(que)定。
 
式中(zhong):qm-質量流(liu)量,kg/s;
9v-體積(ji)流量,m³/s;
C-流(liu)出系數(shu);
Ɛ-可膨脹(zhang)系數;
β-直(zhi)徑比,β=d/D;
d-節(jie)流件開(kai)孔直徑(jing),m;
D-管道内(nei)徑,m;
ρ1-被測(ce)流體密(mi)度,kg/m³;
△p-壓差(cha),Pa。
1.3.2節流裝(zhuang)置開孔(kong)直徑d和(he)管道内(nei)徑D計算(suan)式
d=d20[1+λd(t-20)](3)
D=D20[1+λd(t-20)](4)
式中(zhong):d20-20℃下節流(liu)元件開(kai)孔直徑(jing);
D20-20℃下管道(dao)内徑;
λd一(yi)節流材(cai)料膨脹(zhang)系數;
λD一(yi)管道材(cai)料膨脹(zhang)系數。
1.3.3流(liu)出系數(shu)計算式(shi)
　　C爲不可(ke)壓縮流(liu)體确定(ding)的表示(shi)通過裝(zhuang)置的實(shi)際流量(liang)與理論(lun)流量之(zhi)間關系(xi)的系數(shu),對于給(gei)定安裝(zhuang)條件下(xia)的給🌍定(ding)一次裝(zhuang)置,流🛀出(chu)系數僅(jin)與雷諾(nuo)數有關(guan)。由下式(shi)表示:
 
　　可(ke)膨脹系(xi)數ε取決(jue)于雷諾(nuo)數值,也(ye)取決于(yu)氣體的(de)壓力比(bi)和等熵(shang)指數值(zhi)。
　　表示這(zhe)些變化(hua)的方法(fa)是以膨(peng)脹性(膨(peng)脹)系數(shu)乘一次(ci)裝置的(de)流出系(xi)數C。流出(chu)系數利(li)用雷諾(nuo)數值相(xiang)同的液(ye)體直接(jie)校準後(hou)确定。
　　當(dang)流體不(bu)可壓縮(suo)時(液體(ti)),ε等于1,當(dang)流體可(ke)壓縮時(shi)(氣體),ε小(xiao)🛀于1。
　　事實(shi)表明ε實(shi)際上與(yu)雷諾數(shu)無關。對(dui)于給定(ding)一次裝(zhuang)置的♋給(gei)定❄️直🔴徑(jing)比,ε隻取(qu)決于壓(ya)力比和(he)等熵指(zhi)數，因此(ci)本法是(shi)💁可行🥵的(de)。
當直接(jie)計算法(fa)不能解(jie)題時,需(xu)要采用(yong)叠代計(ji)算法。
　　以(yi)孔闆爲(wei)例,始終(zhong)需要叠(die)代計算(suan)法來計(ji)算。原則(ze)是把基(ji)本.流量(liang)方程中(zhong)所有--緻(zhi)的值重(zhong)新組合(he)在一個(ge)🈲項内🧑🏾‍🤝‍🧑🏼,而(er)将未知(zhi)的值組(zu)合在一(yi)項内。
　　把(ba)已知數(shu)組合在(zai)方程的(de)一邊,将(jiang)未知數(shu)放在方(fang)程✍️的另(ling)一邊。
 
(2)計(ji)算β1:由β0、k、△代(dai)入ε公式(shi)計算ε0;由(you)β0、ReD、D代人C公(gong)式計算(suan)C0;由C0、ε0、A2代入(ru)β公式計(ji)算B0.
(3)計算(suan)β2:由β1、k、△代入(ru)ε公式計(ji)算ε1;由β0.ReD、D代(dai)人C公式(shi)計算C1;由(you)C1、ε1、A2代入β公(gong)式計🥵算(suan)🐇β2。
若滿足(zu)βn-βn-1<E(一般E=0.0001),叠(die)代可停(ting)止,通常(chang)進行2~3次(ci)叠代即(ji)可。
2孔闆(pan)流量計(ji)計算程(cheng)序開發(fa)
　　利用VC++語(yu)言将上(shang)述标準(zhun)中的計(ji)算公式(shi)進行編(bian)程,開發(fa)💚出一🥵套(tao)孔闆流(liu)量計關(guan)鍵參數(shu)計算工(gong)具。通過(guo)計算工(gong)具得出(chu)孔.闆流(liu)量計☎️中(zhong)孔徑和(he)直徑比(bi)等數值(zhi)的計算(suan)結果,并(bing)與實際(ji)項目中(zhong)的計算(suan)值進行(hang)對比，以(yi)驗證計(ji)算工具(ju)的正确(que)率。
2.1計算(suan)流程
　　打(da)開軟件(jian),輸入孔(kong)闆流量(liang)計相關(guan)已知條(tiao)件,黃色(se)框内爲(wei)必填數(shu)據(管道(dao)膨脹系(xi)數、孔闆(pan)膨脹系(xi)數、管道(dao)内徑、正(zheng)常流量(liang)工況流(liu)量、最大(da)流量工(gong)況流量(liang)、密度、操(cao)作黏度(du)、最大差(cha)壓等重(zhong)要工⭐藝(yi)參數)。程(cheng)序計算(suan)出操作(zuo)工況下(xia)管道内(nei)徑,根據(ju)最大差(cha)壓值計(ji)算出正(zheng)常流量(liang)工況下(xia)的對應(ying)的差壓(ya)值。根據(ju)叠代計(ji)算法🈲.原(yuan)把基本(ben)流量方(fang)程中所(suo)有-緻的(de)值重新(xin)組合在(zai)一個項(xiang)内,而将(jiang)未知的(de)值組🍉合(he)在一項(xiang)内,計算(suan)出A2。根據(ju)流量計(ji)算式确(que)定直徑(jing)比公式(shi),進行叠(die)代計算(suan)。直至直(zhi)徑比之(zhi)差小于(yu)0.0001,根據直(zhi)徑比計(ji)算孔徑(jing)以及其(qi)他參數(shu),否則繼(ji)續進行(hang)叠代計(ji)算。
2.2程序(xu)界面
　　根(gen)據某項(xiang)目孔闆(pan)闆流量(liang)計數據(ju)表,輸人(ren)孔闆流(liu)量計相(xiang)關已知(zhi)條件,黃(huang)色框内(nei)爲必填(tian)數據:管(guan)道膨脹(zhang)♈系數、孔(kong)闆膨脹(zhang)系數、管(guan)道内徑(jing)、正常流(liu)量工況(kuang)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。程(cheng)序界面(mian)如圖2。
 
2.3計(ji)算結果(guo)輸出及(ji)結果對(dui)比分析(xi)
　　點擊計(ji)算,得到(dao)直徑比(bi)、流量系(xi)數、膨脹(zhang)系數、計(ji)算孔徑(jing)等數🔞值(zhi)的計算(suan)結果。輸(shu)出結果(guo)報告,将(jiang)計算工(gong)具的計(ji)算結果(guo)與手動(dong)🌈計算值(zhi)進行對(dui)比,結果(guo)如表1所(suo)💯示。
 
　　計算(suan)工具輸(shu)出結果(guo)與手動(dong)計算值(zhi)基本接(jie)近,說明(ming)計算工(gong)具.正确(que)率較高(gao)。此程序(xu)可以得(de)到應用(yong)。
4結論
　　本(ben)文運用(yong)國家标(biao)準計算(suan)方法,以(yi)解決設(she)計項目(mu)中🈲孔闆(pan)流量計(ji)選型與(yu)計算完(wan)成數據(ju)表、計算(suan)書的編(bian)制工作(zuo)爲目标(biao)，以實際(ji)項目爲(wei)研究對(dui)象,解讀(du)了GB/T2624.2-2006對孔(kong)闆流🤞量(liang)計進行(hang)計算㊙️選(xuan)型的方(fang)法,并通(tong)過VC++語言(yan)進行編(bian)程,完📞成(cheng)了一-套(tao)孔闆流(liu)量計的(de)選型計(ji)算,分析(xi)🔴程序結(jie)果與實(shi)際項目(mu)中孔闆(pan)流量計(ji)數據表(biao)的結果(guo)一緻性(xing)高,精👨‍❤️‍👨度(du)高。證明(ming)此程序(xu)的編制(zhi)至實現(xian)且功能(neng)可靠。
　　較(jiao)正确完(wan)成了孔(kong)闆的規(gui)格和尺(chi)寸進行(hang)初步計(ji)算🈲,确定(ding)孔闆的(de)孔徑、直(zhi)徑比等(deng)參數的(de)問題。将(jiang)繁瑣的(de)☎️計算變(bian)得🈲方便(bian)🌈可行，計(ji)算♈程序(xu)簡練,節(jie)省人工(gong)時間,且(qie)結果較(jiao)爲正确(que),方便需(xu)要采取(qu)專用的(de)計算軟(ruan)件數據(ju)表中的(de)工藝參(can)數等進(jin)行校核(he)檢驗,爲(wei)氣電集(ji)☂️團技術(shu)研發中(zhong)心節約(yue)了⛱️成本(ben)。
　　但在運(yun)用程序(xu)開發得(de)出軟件(jian)計算孔(kong)闆流量(liang)計選型(xing)🥰的結果(guo)與🆚實際(ji)項目中(zhong)的孔闆(pan)流量計(ji)選型結(jie)果對比(bi),存在一(yi)定偏差(cha)。下一步(bu)将針對(dui)程序結(jie)果的正(zheng)确率,對(dui)編程進(jin)行進一(yi)步修訂(ding)。另外，爲(wei)提高程(cheng)序的㊙️功(gong)能性,不(bu)僅可實(shi)現液體(ti)介質下(xia)孔闆流(liu)量計選(xuan)型結果(guo),還将優(you)化程序(xu),實現氣(qi)體介質(zhi)下的孔(kong)闆流量(liang)計的選(xuan)型計算(suan)。

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