摘要(yao):着重對(dui)過熱蒸(zheng)汽流量(liang)計 量中(zhong)溫度、壓(ya)力補償(chang)的數學(xue)模型進(jin)行了分(fen)析，最後(hou)提出🛀了(le)一種全(quan)新的微(wei)機全參(can)數補償(chang)方式。
一(yi).引言
　　随(sui)着成本(ben)意識的(de)不斷增(zeng)強，人們(men)對能源(yuan)計量的(de)正确率(lü)提💔出了(le)更高的(de)要求，流(liu)量測量(liang)中的溫(wen)度、壓力(li)補償逐(zhu)漸被提(ti)上了議(yi)事日程(cheng)。由于流(liu)量測量(liang)裝置的(de)設計提(ti)供的🏃‍♂️設(she)計溫度(du)、壓力與(yu)實際運(yun)行的工(gong)作🥵溫度(du)、壓力有(you)一定的(de)📞差異，再(zai)加上由(you)于工藝(yi)條件造(zao)📱成流體(ti)溫度、壓(ya)力波動(dong)較大，緻(zhi)使測出(chu)的流量(liang)不能🈚真(zhen)實反映(ying)其工作(zuo)狀态下(xia)的實🌂際(ji)流量。絕(jue)大多數(shu)流量計(ji),隻有在(zai)流體工(gong)況與設(she)計條件(jian)一緻的(de)情況下(xia)才能保(bao)證較高(gao)的測量(liang)精度，有(you)些流體(ti)如氣體(ti)、蒸汽，流(liu)體工況(kuang)變化對(dui)測量精(jing)度的影(ying)響特别(bie)大，必✌️須(xu)進行補(bu)償。不同(tong)類别的(de)流量測(ce)量裝置(zhi)，測量不(bu)同的流(liu)體介質(zhi)，其溫度(du)壓力補(bu)償公㊙️式(shi)選擇的(de)數學模(mo)型是有(you)差異的(de)。因此,有(you)必要對(dui)對流量(liang)計量中(zhong)溫度、壓(ya)力💋補償(chang)的數學(xue)模型加(jia)以分析(xi)、研究，總(zong)結出⚽一(yi)套全新(xin)的補償(chang)方式，盡(jin)♈可能地(di)消除系(xi)統誤🔞差(cha)，使計量(liang)精度✉️提(ti)高到一(yi)個新的(de)水🧑🏾‍🤝‍🧑🏼平。
二(er).過熱蒸(zheng)汽流量(liang)計量的(de)補償
　　在(zai)蒸汽流(liu)量的計(ji)量上，密(mi)度雖然(ran)也是溫(wen)度、壓力(li)的⛷️函❌數(shu)，但不再(zai)遵循理(li)想氣體(ti)狀态方(fang)程，且在(zai)不同壓(ya)力、溫度(du)區🌍間，函(han)🚩數關♉系(xi)不同，很(hen)難用一(yi)個簡單(dan)的或統(tong)一的函(han)數關系(xi)式來🌂表(biao)示。下面(mian)我們分(fen)析常用(yong)水蒸氣(qi)密度的(de)确定方(fang)法。
1.密度(du)的确定(ding)方法。
　　工(gong)業或工(gong)程上應(ying)用的水(shui)蒸汽大(da)多是處(chu)于剛剛(gang)脫離液(ye)态或離(li)⭐液态較(jiao)近時的(de)狀态，它(ta)的物理(li)、化學性(xing)質與理(li)想氣體(ti)大不相(xiang)同，應視(shi)爲實際(ji)氣體。水(shui)蒸氣的(de)物理♌性(xing)質較理(li)想氣體(ti)要複雜(za)得多，故(gu)不能用(yong)簡單的(de)數學表(biao)達加以(yi)描述，所(suo)以⛷️，在以(yi)往的工(gong)程計算(suan)中，凡涉(she)及水蒸(zheng)氣的狀(zhuang)态參數(shu)數值,大(da)都從相(xiang)關的水(shui)蒸氣表(biao)中直接(jie)查取。
　　随(sui)着電子(zi)技術的(de)發展，計(ji)算機(或(huo)單片機(ji))已廣泛(fan)應.用🌈于(yu)流量測(ce)🙇‍♀️量儀表(biao)中，其存(cun)儲能力(li)、快速計(ji)算能力(li)爲正确(que)、快速的(de)🍓确定💋水(shui)蒸氣的(de)密度提(ti)供了有(you)力的手(shou)段。
1.1現在(zai)介紹在(zai)二次僅(jin)表中常(chang)用的水(shui)蒸氣密(mi)度的确(que)定方法(fa)。
1.1.1查表法(fa):把水蒸(zheng)氣密度(du)表裝入(ru)計算機(ji)系統中(zhong)，
　　根據實(shi)際工況(kuang)下的溫(wen)度、壓力(li)值，從表(biao)中直接(jie)查出相(xiang)應的密(mi)💜度值
1.1.2計(ji)算法:
①自(zi)己拟合(he)公式(或(huo)者出版(ban)物給出(chu)公式)
②IFC1967公(gong)式
　　目前(qian)，我們采(cai)用的密(mi)度補償(chang)的拟合(he)公式爲(wei):
 
式中:-溫(wen)度,℃;P-表壓(ya),Mpa;
蒸汽實(shi)際工況(kuang)條件爲(wei):
工作壓(ya)力變化(hua)範圍:0.1-1.1MPa
工(gong)作溫度(du)變化範(fan)圍:160-410℃
下面(mian)，我們取(qu)特殊點(dian)對公式(shi)(1)進行驗(yan)證:
 
　　通過(guo)以上驗(yan)證上算(suan)，我們目(mu)前采用(yong)的密度(du)補償公(gong)式的計(ji)算誤🈲差(cha)太大,顯(xian)然不能(neng)滿足計(ji)量儀表(biao)的要🔞求(qiu)。我們流(liu)🏃🏻量計🐆量(liang)絕大部(bu)分已進(jin)入微機(ji)網絡，因(yin)此，理想(xiang)的是采(cai)用IFC1967公式(shi)”。
1.2比較。
　　查(cha)表法:根(gen)據1FC1967公式(shi)”制定的(de)數表，考(kao)慮了各(ge)個不同(tong)區域的(de)特性,目(mu)前它是(shi)比較完(wan)整和全(quan)面的。但(dan)它數據(ju)量大，需(xu)要🔞占用(yong)大量的(de)内🔞存，應(ying)用數表(biao)要首先(xian)判斷是(shi)飽和蒸(zheng)汽還✉️是(shi)過熱蒸(zheng)汽，再查(cha)不同的(de)數表，另(ling)外數表(biao)的變量(liang)有一定(ding)👄步長的(de)非連續(xu)量，對于(yu)兩點之(zhi)間的數(shu)據，需經(jing)過數學(xue)内插處(chu)理獲得(de)。
　　應用公(gong)式計算(suan):不需占(zhan)有大量(liang)的内存(cun)空間，便(bian)于智能(neng)儀🥰表應(ying)用，至于(yu)使用哪(na)一個公(gong)式，根據(ju)不同場(chang)所和不(bu)同需要(yao)，選用不(bu)同公式(shi)。采用TFC1967公(gong)式”雖然(ran)公式繁(fan)☁️雜一些(xie)，但在壓(ya)力爲0-16.65MPa範(fan)🌈圍内，計(ji)算的過(guo)熱蒸汽(qi)及飽和(he)蒸汽密(mi)度值完(wan)全符合(he)國際标(biao)準。應用(yong)公式隻(zhi)需♌安裝(zhuang)有溫度(du)、壓力變(bian)送器，不(bu)需要判(pan)斷是飽(bao)和狀态(tai)或過熱(re)狀态☔就(jiu)可以正(zheng)确測量(liang)。對于确(que)定是飽(bao)⛹🏻‍♀️和蒸汽(qi)的場合(he),隻需要(yao)🚶‍♀️将公式(shi)稍做變(bian)動，隻用(yong)測溫或(huo)測壓，就(jiu)可正确(que)計算飽(bao)和蒸汽(qi)密度。
2.流(liu)量公式(shi)的确定(ding)。
　　在蒸汽(qi)計量中(zhong)用節流(liu)元件作(zuo)爲傳感(gan)元件時(shi)用計算(suan)法進行(hang)🔞補償，其(qi)流量公(gong)式爲:
 
式(shi)中:qm-質量(liang)流量,kg/s;
e-流(liu)出系數(shu);
d-節流件(jian)開孔直(zhi)徑,m;
ε-可膨(peng)脹性系(xi)數;
p-被測(ce)流體密(mi)度,kg/m3;
β-節流(liu)件孔徑(jing)與直管(guan)段内徑(jing)之比，β=d/D;
△P-差(cha)壓,Pa;
　　而用(yong) 渦街流(liu)量計 量(liang)時，它的(de)輸出脈(mo)沖信号(hao)不受流(liu)體組分(fen)變化的(de)影響，即(ji)僅表系(xi)數在一(yi)定雷諾(nuo)數範圍(wei)内僅與(yu)洲渦發(fa)生體及(ji)管道的(de)💯尺寸有(you)關，但是(shi)作爲流(liu)量計在(zai)物料平(ping)衡及能(neng)源計量(liang)中需檢(jian)測質量(liang)流量，這(zhe)時流量(liang)的輸出(chu)信号應(ying)同時檢(jian)測體積(ji)流量和(he)流體密(mi)度，流體(ti)組份對(dui)流量計(ji)還是存(cun)在🔞直接(jie)影響，其(qi)流量公(gong)式爲:
 
式(shi)中:qv-體積(ji)流量，m3/h;
Sr-斯(si)特勞哈(ha)爾系數(shu);
m-漩渦發(fa)生體兩(liang)側弓形(xing)面積與(yu)管道橫(heng)截面面(mian)積之比(bi);
d-漩渦發(fa)生體硬(ying)面寬度(du),m;
D-管道通(tong)徑,m;
f-漩渦(wo)的發生(sheng)頻率，Hz/s;
qm=pq、4)
式(shi)中:qv-體積(ji)流量;m3/h;
qm-質(zhi)量流量(liang),Kg/s;
p-被測流(liu)體密度(du),kg/m3;
　　由流量(liang)公式(2).(4)可(ke)知，流量(liang)與密度(du)的關系(xi)分别與(yu)C和p成正(zheng)🔞比☎️,如果(guo)🐆用錯将(jiang)造成很(hen)大的計(ji)算誤差(cha)，同時，溫(wen)度(℃)與熱(re)💚力學溫(wen)度🔱(K)的代(dai)🔞入也應(ying)正确處(chu)理。
　　考慮(lü)上述原(yuan)因，有必(bi)要對補(bu)償軟件(jian)和智能(neng)流量計(ji)算儀進(jin)行測試(shi)和校準(zhun)。方法爲(wei):由LG節流(liu)裝置設(she)計及管(guan)理‼️軟件(jian)》計算出(chu)對🍉應點(dian)🔴補償流(liu)量的理(li)論值，再(zai)對🏃🏻流量(liang)計輸入(ru)相同工(gong)沉參數(shu)得到相(xiang)應的顯(xian)示值，這(zhe)🌈時将流(liu)量🤟計的(de)顯示.值(zhi)與理論(lun)值進行(hang)比較即(ji)可達到(dao)校準的(de)目的。曆(li)來流量(liang)校.準與(yu)設備🏃🏻和(he)流量儀(yi)表兩大(da)主題是(shi)研究的(de)中心，流(liu)量儀表(biao)标準和(he)檢定規(gui)程是流(liu)量正确(que)計量的(de)保證，針(zhen)對目前(qian)國内智(zhi)能流量(liang)演算器(qi)和相關(guan)計算機(ji)軟件的(de)現狀，建(jian)立國家(jia)有關部(bu)門應出(chu)台一部(bu)相應的(de)檢定校(xiao)準規程(cheng)，以🤟便于(yu)技術監(jian)督和管(guan)理。
三微(wei)機的全(quan)參數補(bu)償
根據(ju)
 
　　對氣體(ti)介質進(jin)行補償(chang)時，在低(di)壓範圍(wei)内，可以(yi)利用👅理(li)想氣體(ti)狀态方(fang)程來進(jin)行溫度(du)、壓力補(bu)償。但在(zai)高壓時(shi)，則必須(xu)考🧡慮氣(qi)體壓縮(suo)系數的(de)影響。對(dui)于過熱(re)蒸氣,必(bi)🌍須作實(shi)際氣體(ti)處理。對(dui)于大部(bu)分氣體(ti),在低壓(ya)區(如小(xiao)于1MPa)的壓(ya)縮系數(shu)都接近(jin)于1。在該(gai)💁區域内(nei),隻要溫(wen)度不是(shi)太低，即(ji)使不🐕對(dui)壓縮系(xi)數進行(hang)修正，也(ye)不會引(yin)起明顯(xian)的誤差(cha)，完全可(ke)以滿足(zu)工程上(shang)的要求(qiu)。但在高(gao)壓區，則(ze)必須考(kao)慮壓縮(suo)系數的(de)影響，否(fou)則将會(hui)造成明(ming)顯的誤(wu)差。像常(chang)規方法(fa)那🔴樣将(jiang)K看成常(chang)數，将會(hui)造成不(bu)可忽視(shi)的測量(liang)誤差。分(fen)析計算(suan)❗表明，當(dang)溫度和(he)壓力在(zai)設計值(zhi)T.和p.的基(ji)礎上變(bian)化20%，ReD變化(hua)60%時，如果(guo)我們隻(zhi)補償密(mi)度變化(hua)的影響(xiang)，那麽，即(ji)使密度(du)變化可(ke)能引入(ru)的誤差(cha)爲♌零，即(ji)認爲已(yi)實現了(le)對密度(du)的完全(quan)補償，其(qi)它各餘(yu)留參數(shu)變化累(lei)❓加後的(de)最大誤(wu)差仍可(ke)達6%左右(you)🍉。其中,ε引(yin)入的誤(wu)差最爲(wei)明顯。對(dui)⛹🏻‍♀️于常規(gui)儀表來(lai)說,這些(xie)餘留誤(wu)🏃🏻‍♂️差沒有(you)🔞可能得(de)到補償(chang)。而📞對于(yu)微機補(bu)償系統(tong)來說，補(bu)償這些(xie)🚶餘留參(can)數的變(bian)化已成(cheng)爲可能(neng)。所以，一(yi)般來說(shuo)，微機補(bu)償系統(tong)除補償(chang)密度外(wai),還應考(kao)慮整個(ge)補償方(fang)程中其(qi)🔱它參數(shu)變化的(de)補償問(wen)題,即全(quan)參數補(bu)償。
四結(jie)語
　　總而(er)言之，選(xuan)擇合适(shi)的溫度(du)、壓力補(bu)償公式(shi)，就必須(xu)全面‼️地(di)了解流(liu)量測量(liang)的方式(shi)。在測量(liang)介質，測(ce)量裝置(zhi)，流體工(gong)況，流量(liang)單位均(jun)不同的(de)場合，采(cai)用正确(que)的溫度(du)、壓力補(bu)償💘方式(shi)，才能獲(huo)得⛱️正确(que)的流量(liang)。此外，計(ji)🌈算機的(de)應用也(ye)堪稱檢(jian)測技術(shu)中的一(yi)場🈲革命(ming)，它使🏃🏻‍♂️各(ge)類過程(cheng)參數的(de)檢測由(you)常規儀(yi)表時👌代(dai)進入了(le)計算機(ji)時代，同(tong)✉️時也使(shi)企業綜(zong)合自動(dong)化和生(sheng)産過程(cheng)控制得(de)以🛀實現(xian)，是今後(hou)檢☔測與(yu)控制系(xi)統發展(zhan)的必然(ran)👄趨勢。

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