摘(zhai)要：針對(dui)流量計(ji) 在測量(liang)氣體和(he)蒸汽流(liu)量時需(xu)對溫度(du)、壓力補(bu)償的⭐問(wen)㊙️題，根據(ju)各流量(liang)計的測(ce)量原理(li)不同，選(xuan)擇合适(shi)的測溫(wen)點和測(ce)壓點位(wei)置對測(ce)量的準(zhun)确性至(zhi)關重要(yao)。分析了(le)幾種流(liu)量計溫(wen)度、壓力(li)🚶‍♀️補償的(de)目的以(yi)及溫🈲度(du)、壓力參(can)數的測(ce)量🏃要求(qiu)，提出了(le)測溫口(kou)、測壓口(kou)開📐口位(wei)置的合(he)理選擇(ze)。提供了(le)利用焦(jiao)耳－湯姆(mu)遜系數(shu)🔞計算上(shang)下遊溫(wen)差的實(shi)例。
不同(tong)原理的(de)流量計(ji),流體溫(wen)度和壓(ya)力的變(bian)化對測(ce)量☀️結🐅果(guo)的影🐇響(xiang)各不相(xiang)同,因此(ci)在測得(de)流體的(de)溫度和(he)壓力後(hou),要按規(gui)定的關(guan)系式進(jin)行補償(chang)。流體在(zai)管📞道内(nei)流動,由(you)于㊙️流量(liang)傳感器(qi)、各📞種阻(zu)流件的(de)影響,在(zai)管道的(de)不💯同部(bu)位測得(de)的溫度(du)和壓力(li)值也會(hui)有很大(da)差異,因(yin)此用作(zuo)流量測(ce)量溫，度(du)壓力補(bu)償的測(ce)量🌍點的(de)位置也(ye)有明确(que)規定,不(bu)能随意(yi)确定。
下(xia)面以幾(ji)種典型(xing)流量計(ji)爲例，論(lun)述流量(liang)測量中(zhong)溫度壓(ya)力檢測(ce)點設計(ji)中的有(you)關問題(ti)。
1渦街流(liu)量計溫(wen)度壓力(li)測點的(de)設計
1.1 渦(wo)街流量(liang)計 工作(zuo)原理
　　在(zai)流體流(liu)動的管(guan)道中設(she)置1個旋(xuan)渦發生(sheng)體(阻流(liu)件),于是(shi)在發生(sheng)🆚體下遊(you)就會交(jiao)替地産(chan)生有規(gui)則的旋(xuan)渦,這🌈種(zhong)旋渦稱(cheng)爲卡曼(man)渦街，該(gai)旋渦的(de)頻率與(yu)流過☎️發(fa)生體的(de)流速成(cheng)正比🏃🏻關(guan)系。由于(yu)旋渦流(liu)量傳感(gan)器的流(liu)通截面(mian)積是1個(ge)常數,因(yin)此旋渦(wo)的頻率(lü)與流過(guo)發生體(ti)的流體(ti)體積流(liu)量成正(zheng)比1-2]，如式(shi)（1）所示：

　　式(shi)中:qvf--旋渦(wo)發生體(ti)出口的(de)工況體(ti)積流量(liang)，m3 /h;?--旋渦頻(pin)率,P/s;Kt--工作(zuo)狀态下(xia)流量系(xi)數,1/m3。
1.2溫度(du)壓力補(bu)償的目(mu)的
1.2.1 氣體(ti)流量測(ce)量的溫(wen)度壓力(li)補償
　　在(zai)氣體流(liu)量測量(liang)中,測得(de)工作狀(zhuang)态體積(ji)流量不(bu)是🥵最終(zhong)目的☁️，得(de)㊙️到标準(zhun)狀态體(ti)積流量(liang)才是最(zui)終目标(biao)。由工💜作(zuo)狀❤️态體(ti)積流👄量(liang)到🏃‍♀️标準(zhun)狀态體(ti)積流量(liang)的換算(suan)，一般在(zai)流量演(yan)算器中(zhong)完成,其(qi)依據✍️如(ru)式(2)[3]:

　　式中(zhong): qvt--工況條(tiao)件下的(de)體積流(liu)量，m3/h;qvn--标準(zhun)狀态體(ti)積流量(liang),m3/h;pf,pn--工作狀(zhuang)😄态、标準(zhun)狀态流(liu)體絕對(dui)靜壓，MPa, pn=0.101 325 MPa;Tf,Tn--工(gong)況條件(jian)下、标準(zhun)狀态流(liu)體熱力(li)學溫度(du),K,Tn= 293.15 K;Zf,Zn- -工況條(tiao)件下、标(biao)準狀态(tai)氣體壓(ya)縮系數(shu)。
　　在式(2)中(zhong),Zf和Zn一般(ban)由流量(liang)演算器(qi)按設計(ji) 好的程(cheng)序自動(dong)計算得(de)到[4],qv由式(shi)(1)計算得(de)到，而pf和(he)Tf則必須(xu)經實測(ce)得到。
1.2.2蒸(zheng)汽流量(liang)測量的(de)溫度壓(ya)力補償(chang)
　　在蒸汽(qi)流量測(ce)量中，雖(sui)然也有(you)溫度壓(ya)力補償(chang)，但補償(chang)的意義(yi)🌈與式(2)完(wan)全不同(tong)[3]
　　用渦街(jie)流量計(ji)測量蒸(zheng)汽流量(liang)的系統(tong)中，測量(liang)的目的(de)是得到(dao)蒸🐅汽質(zhi)量流量(liang)值,如式(shi)(3)所示:

　　式(shi)中: q,m質量(liang)流量,kg/h;ρf一(yi)工況條(tiao)件下的(de)旋渦發(fa)生體出(chu)口蒸汽(qi)密度🍓,kg/m3,可(ke)通過查(cha)蒸汽密(mi)度表得(de)到
1)對于(yu)過熱蒸(zheng)汽，可由(you)流量演(yan)算器按(an)式(4)自動(dong)查蒸汽(qi)密度表(biao)得🙇‍♀️到:

　　由(you)于蒸汽(qi)的狀态(tai)随溫度(du)壓力參(can)數而變(bian)化,因此(ci)有❄️些蒸(zheng)汽流量(liang)計安裝(zhuang)地點的(de)蒸汽狀(zhuang)态難以(yi)确定,有(you)時處于(yu)過熱狀(zhuang)态,有👈時(shi)處于飽(bao)和狀态(tai)。白天管(guan)道内流(liu)速高,處(chu)于過熱(re)狀态;夜(ye)間管道(dao)内流速(su)低,進入(ru)飽和狀(zhuang)态。這時(shi),應對其(qi)溫度壓(ya)力🍉都進(jin)行測量(liang),由流量(liang)🔴演算器(qi)自動判(pan)斷，如果(guo)處于過(guo)熱狀态(tai)，則儀表(biao)自動轉(zhuan)向根據(ju)式(4)查過(guo)熱蒸汽(qi)密度🛀表(biao);如果已(yi)進入飽(bao)和區間(jian)，則儀表(biao)自動轉(zhuan)向按式(shi)(5)查飽和(he)🍉蒸汽密(mi)度表。
　　利(li)用蒸汽(qi)的溫度(du)壓力參(can)數自動(dong)判斷蒸(zheng)汽處于(yu)過熱🛀🏻狀(zhuang)态還📧是(shi)✏️飽和狀(zhuang)态,原理(li)如圖1所(suo)示[3]。關鍵(jian)是判斷(duan)蒸汽🔞的(de)溫度壓(ya)力值是(shi)落在臨(lin)界飽和(he)曲線的(de)下方還(hai)是上方(fang)，如果落(luo)在下方(fang)，則爲過(guo)熱狀态(tai);如果落(luo)在上方(fang)，則爲飽(bao)和狀态(tai)。

　　在這種(zhong)情況下(xia),一般壓(ya)力測量(liang)精度高(gao),查表得(de)到的密(mi)度值的(de)精度也(ye)比較高(gao),因此通(tong)常采用(yong)式(5)求取(qu)密🔱度,式(shi)(6)一般不(bu)采用。
1.3溫(wen)度壓力(li)測量點(dian)位置的(de)選取
　　氣(qi)體和蒸(zheng)汽都是(shi)可壓縮(suo)流體，在(zai)流過渦(wo)街流量(liang)傳感器(qi)🔴時✂️,都會(hui)産生一(yi)定的壓(ya)降。因此(ci),在管道(dao)上不同(tong)位置開(kai)口測流(liu)體的絕(jue)對靜壓(ya),得到的(de)結果也(ye)不同⁉️。在(zai)旋渦發(fa)生體㊙️上(shang)遊處，靜(jing)壓最高(gao);在旋🧑🏽‍🤝‍🧑🏻渦(wo)發生體(ti)流🔴速最(zui)高處,靜(jing)壓最低(di),再往下(xia)遊,靜壓(ya)會有🍉少(shao)許恢複(fu)。
旋渦發(fa)生體前(qian)後的永(yong)久性壓(ya)降，計算(suan)公式如(ru)式(7)所示(shi):

式中:△p-旋(xuan)渦發生(sheng)體前後(hou)壓降,Pa;?--介(jie)質流速(su),m/s.
　　以旋渦(wo)流量計(ji)爲例,不(bu)同型号(hao)流量儀(yi)用于溫(wen)度壓力(li)補✏️償的(de)溫度壓(ya)力測量(liang)點的安(an)裝位置(zhi)有不同(tong)的要求(qiu)。壓力測(ce)點到旋(xuan)渦發生(sheng)體的上(shang)限距離(li)與下限(xian)距離有(you)很大差(cha)🌈異。從3.5D~5.5D到(dao)🐪3.5D~ 7.5D,使設計(ji)人員犯(fan)難,因此(ci)研究該(gai)距離對(dui)儀表的(de)準㊙️确安(an)裝有重(zhong)要意義(yi)。
　　仔細研(yan)究橫河(he)渦街産(chan)品的發(fa)展曆史(shi),在*CD型儀(yi)表發展(zhan)階段，渦(wo)街📧流量(liang)計最小(xiao)通徑隻(zhi)能做到(dao)DN25,對于DN25渦(wo)街🔱産品(pin),5.5D即爲138 mm,在(zai)法蘭下(xia)遊的管(guan)道上開(kai)取壓口(kou),在工程(cheng)上還是(shi)可行的(de)。但到了(le)*D型儀表(biao)發展階(jie)段,最小(xiao)通徑可(ke)達到DN15，同(tong)樣是5.5D，但(dan)對應的(de)尺寸變(bian)爲83 mm,要在(zai)如此短(duan)的距離(li)上開取(qu)🌈壓口,需(xu)要放寬(kuan)距離以(yi)滿足工(gong)程中的(de)🆚需求。無(wu)論哪種(zhong)情況,實(shi)際上兩(liang)者本質(zhi)上是一(yi)緻的。
2差(cha)壓流量(liang)計溫度(du)壓力測(ce)點位置(zhi)的設計(ji)
　　差壓式(shi)流量 計(ji)的種類(lei)很多，下(xia)面以使(shi)用最多(duo)的标準(zhun)差壓式(shi)流量計(ji)爲💃例㊙️，說(shuo)明溫度(du)壓力測(ce)點位置(zhi)的設計(ji)
2.1差壓流(liu)量計工(gong)作原理(li)
差壓流(liu)量計工(gong)作原理(li)如式(8)所(suo)示:

　　式中(zhong): C———流出系(xi)數;β———直徑(jing)比，β= d/D;D———管道(dao)内徑,m;d--工(gong)作條件(jian)下節流(liu)🆚件的開(kai)孔💔直徑(jing),m;ε1一-節流(liu)件正端(duan)取壓口(kou)平面上(shang)的可🐅膨(peng)脹性系(xi)數;ρ1一節(jie)流件正(zheng)端取壓(ya)口平面(mian)上的流(liu)體密度(du),kg/m3。
　　差壓流(liu)量計的(de)本質是(shi)質量流(liu)量計，在(zai)式(8)中,沒(mei)有出現(xian)溫度和(he)壓力這(zhe)兩個變(bian)量,但應(ying)用這種(zhong)流量計(ji)測量氣(qi)📱體和🏃🏻蒸(zheng)汽的流(liu)量時🧡，流(liu)體溫度(du)和壓力(li)的變化(hua)，會使式(shi)中的密(mi)度ρ1産生(sheng)👈變化,進(jin)而影響(xiang)流量示(shi)值。
對于(yu)組分穩(wen)定的氣(qi)體,可用(yong)式(9)計算(suan):

　　式中:p1--節(jie)流件正(zheng)端取壓(ya)口平面(mian)上的流(liu)體壓力(li)，MPa; pn--氣體标(biao)準狀态(tai)壓力，取(qu)值爲0.101 325 MPa;Tf1--節(jie)流件正(zheng)端取壓(ya)口平面(mian)上的流(liu)體溫度(du)，K; Z f1一工作(zuo)狀态♈下(xia)氣體壓(ya)縮系數(shu),純數;Pn标(biao)準狀态(tai)流體密(mi)度,kg/ m3。
　　對蒸(zheng)汽來說(shuo),可用式(shi)(10)由流量(liang)演算器(qi)自動查(cha)表的方(fang)法得到(dao)ρ1[5]

　　毫無疑(yi)問，式(9)和(he)式(10)都表(biao)明，壓力(li)取自正(zheng)端取壓(ya)口,在具(ju)體♋實🛀施(shi)時也比(bi)較方便(bian),難的是(shi)正端取(qu)壓口處(chu)的流體(ti)溫度💛的(de)測🔆量。
該(gai)标準還(hai)規定,一(yi)般可以(yi)假設差(cha)壓口上(shang)遊和下(xia)遊的流(liu)體溫度(du)是相同(tong)的。然而(er)，如果流(liu)體是非(fei)理想流(liu)體,而❗又(you)需要計(ji)量準确(que)，且🚶上遊(you)取壓口(kou)和一次(ci)裝置♈下(xia)遊測溫(wen)處又存(cun)在較大(da)的壓力(li)損失👈，則(ze)假設兩(liang)點之間(jian)是等焓(han)膨脹,必(bi)須根據(ju)下遊溫(wen)度計算(suan)上遊溫(wen)度。對于(yu)孔闆計(ji)算時，應(ying)根據下(xia)式計算(suan)壓力損(sun)失Δ?。

　　式中(zhong): T--絕對(熱(re)力學)溫(wen)度;p--流經(jing)管道的(de)流體靜(jing)壓; H--焓; Ro--通(tong)🐅用氣體(ti)常數;Cm,P --定(ding)壓摩爾(er)比熱容(rong);Z--壓縮系(xi)數。
3渦輪(lun)流量計(ji)溫度壓(ya)力測點(dian)的設計(ji)
　　 渦輪流(liu)量計 用(yong)來測量(liang)氣體流(liu)量時,也(ye)需要進(jin)行溫度(du)壓力補(bu)償，以💞便(bian)将✍️工作(zuo)🌂狀态下(xia)的體積(ji)流量換(huan)算到标(biao)準狀态(tai)體積流(liu)量.
3渦輪(lun)流量計(ji)溫度壓(ya)力測點(dian)的設計(ji)
　　渦輪流(liu)量計用(yong)來測量(liang)氣體流(liu)量時,也(ye)需要進(jin)行溫💚度(du)壓力補(bu)💘償，以便(bian)将工作(zuo)狀态下(xia)的體積(ji)流量換(huan)算💃🏻到标(biao)準狀态(tai)體積流(liu)📞量。
　　該換(huan)算所依(yi)據的公(gong)式與式(shi)(2)相同,但(dan)是由于(yu)測量原(yuan)理的不(bu)同，測🧑🏾‍🤝‍🧑🏼壓(ya)點的位(wei)置有很(hen)大的差(cha)别。GB/T 21391- 2008《用 氣(qi)體渦輪(lun)流量計(ji) 測量天(tian)然氣流(liu)量》給出(chu)了渦輪(lun)流量計(ji)在管道(dao)上典型(xing)的📞安裝(zhuang)圖[9]]。同時(shi)在文字(zi)描述中(zhong)規定,渦(wo)輪葉輪(lun)處的靜(jing)壓測壓(ya)口至少(shao)要有1個(ge)，孔徑範(fan)圍在3~ 12 mm。該(gai)标準同(tong)時規定(ding),溫度傳(chuan)💋感器應(ying)安裝在(zai)葉輪的(de)下遊端(duan)，其離葉(ye)輪的距(ju)離應小(xiao)于5D,伸入(ru)管道公(gong)稱通徑(jing)🈲約33%處,但(dan)長🧑🏽‍🤝‍🧑🏻度不(bu)能超過(guo)150 mm。
4結束語(yu)
1)用來測(ce)量氣體(ti)和蒸汽(qi)流量的(de)流量計(ji),除了個(ge)别的流(liu)量計✍️之(zhi)外👌，都需(xu)進行流(liu)體溫度(du)、壓力補(bu)償。由于(yu)流體種(zhong)類的不(bu)同,補償(chang)的目的(de)也不盡(jin)相同;由(you)于溫度(du)和壓力(li)💯的變化(hua)🍉,對不同(tong)原理流(liu)量計的(de)影響不(bu)相同,因(yin)此測溫(wen)點和測(ce)壓點位(wei)置也有(you)不同的(de)要求,隻(zhi)有合理(li)地确定(ding)這些位(wei)置,才有(you)可能準(zhun)确地補(bu)償。
2)渦街(jie)流量計(ji)用于溫(wen)度壓力(li)補償的(de)測壓口(kou)，宜選在(zai)旋渦發(fa)生體下(xia)遊的直(zhi)管段上(shang)，應盡可(ke)能靠近(jin)流量計(ji),但應便(bian)于施工(gong)和維修(xiu)(不能選(xuan)在旋渦(wo)體上遊(you)的直管(guan)段✔️上)。測(ce)溫口應(ying)選🏃‍♂️在測(ce)壓💘口下(xia)遊150~200 mm處。
3)差(cha)壓流量(liang)計用于(yu)溫度壓(ya)力補償(chang)的測壓(ya)點，應選(xuan)在差壓(ya)正🌏端⛱️取(qu)壓口處(chu);測溫點(dian)一般選(xuan)在差壓(ya)裝置下(xia)遊5D~15D處,并(bing)假設差(cha)壓口上(shang)遊和下(xia)遊的流(liu)體溫度(du)是相同(tong)的。如果(guo)是非理(li)想氣體(ti)，而又需(xu)要計量(liang)正确，且(qie)上🍉遊取(qu)壓口💋和(he)差壓裝(zhuang)置下遊(you)測溫處(chu)又存在(zai)較大的(de)壓力損(sun)失，則可(ke)采用焦(jiao)耳一湯(tang)姆遜系(xi)數計算(suan).上遊取(qu)壓口到(dao)下遊溫(wen)口處的(de)相應溫(wen)差△T。
4)基于(yu)絕熱膨(peng)脹等焓(han)變化的(de)原理,利(li)用蒸汽(qi)性質表(biao),可方便(bian)地求取(qu)适用于(yu)蒸汽的(de)焦耳一(yi)湯姆遜(xun)系數。
5)渦(wo)輪流量(liang)計用于(yu)溫度壓(ya)力補償(chang)的測壓(ya)點，宜設(she)在渦輪(lun)葉🌈輪前(qian)取壓口(kou)處;測溫(wen)口應選(xuan)在葉輪(lun)下遊段(duan),離葉輪(lun)的🈚距離(li)應小于(yu)5D。

以上内(nei)容源于(yu)網絡，如(ru)有侵權(quan)聯系即(ji)删除!