[摘要]渦街(jie)流量計
被(bei)大量、廣泛(fan)地應用于(yu)蒸汽流量(liang)的計量,對(dui)渦街流量(liang)計的檢定(ding)目前主要(yao)采用以空(kong)氣代替蒸(zheng)汽作爲檢(jian)定介,質進(jin)行㊙️檢定,不(bu)可避免地(di)對檢定結(jie)果有一定(ding)的影響。文(wen)章基于冷(leng)凝稱重法(fa)蒸汽流量(liang)檢定裝置(zhi)對渦街流(liu)量計進行(hang)檢定,并對(dui)結果進行(hang)分析,給出(chu)了在蒸汽(qi)實流标定(ding)下♈的不确(que)定度評定(ding)方法及🥰結(jie)果。
蒸汽在(zai)工業生産(chan)中是一種(zhong)重要的二(er)次能源,它(ta)的⭐正确計(ji)量對當前(qian)國内的節(jie)能降耗,提(ti)高企業能(neng)源管理水(shui)平起着關(guan)鍵的作用(yong)。蒸汽由于(yu)其複雜的(de)物理特性(xing)是其成爲(wei)流量計量(liang)中⭕一個難(nan)于解決的(de)問題。目前(qian)用于
蒸汽(qi)流量計
量(liang)的儀表主(zhu)要有渦街(jie)流量計、分(fen)流旋翼式(shi)流量計以(yi)及節流式(shi)流量計等(deng),近幾年來(lai)渦街流量(liang)計由于其(qi)壓損小、精(jing)度高、測量(liang)範圍寬等(deng)特點,被大(da)量應用于(yu)蒸汽📐流量(liang)的測量。渦(wo)🛀🏻街流量💋計(ji)可以☎️用來(lai)計量液體(ti)、氣體以及(ji)蒸汽的流(liu)量,渦街流(liu)量計由傳(chuan)感器和🔱轉(zhuan)換器兩部(bu)分組成。根(gen)據卡門渦(wo)街原理,漩(xuan)渦發生體(ti)形成漩渦(wo)後😄,傳感器(qi)采集頻率(lü)信号,通過(guo)轉換器放(fang)大、濾波‼️處(chu)理後計算(suan)并顯示瞬(shun)時流量和(he)累計流量(liang)⛱️。
1蒸汽實流(liu)檢定裝置(zhi)的結構原(yuan)理
蒸汽實(shi)流檢定裝(zhuang)置的計量(liang)方法是蒸(zheng)汽冷凝稱(cheng)重法,是把(ba)🧑🏾🤝🧑🏼蒸汽經過(guo)一系列處(chu)理後,通過(guo)被檢定蒸(zheng)汽🔱流量計(ji)後冷凝成(cheng)水進行稱(cheng)量,稱量的(de)水和通過(guo)流量計的(de)♈蒸汽量的(de)質量是相(xiang)等的,同時(shi)采集通過(guo)流量計的(de)時間,由流(liu)量公式計(ji)算得到流(liu)量,達到檢(jian)定🎯流量計(ji)的目的。該(gai)裝置主要(yao)由穩壓罐(guan)、電子秤、冷(leng)凝器、換向(xiang)器、
溫度變(bian)送器
、
壓力(li)變送器
、冷(leng)卻塔等組(zu)成,其工作(zuo)原理如圖(tu)1所示。
2渦街(jie)流量計實(shi)流标定下(xia)數學建模(mo)
蒸汽流量(liang)标準裝置(zhi)采用冷凝(ning)稱重法,是(shi)對流過蒸(zheng)汽流⭕量儀(yi)表的質量(liang)流量的計(ji)量,因此,用(yong)蒸汽流量(liang)标準裝置(zhi)對渦街流(liu)量計進行(hang)檢測,其單(dan)次測量的(de)誤差公式(shi)爲:
式中:E1爲(wei)渦街流量(liang)計示值誤(wu)差,%;mt爲渦街(jie)流量計顯(xian)示值,,kg;.ms爲标(biao)準裝置的(de)流量示值(zhi),kg。
3不确定度(du)分析
3.1标準(zhun)裝置的不(bu)确定度u,(m,)
标(biao)準裝置的(de)不确定度(du)等級爲ur(ms)=0.2%,按(an)正态分布(bu),k=2,則
ur(ms)=0.2%/2=0.1%
靈敏系(xi)數cr(ms)=მE1/მns=-1.02
3.2被檢流(liu)量計顯示(shi)值的不确(que)定度u,(m)
由于(yu)所選渦街(jie)爲流量積(ji)算儀加渦(wo)街流量傳(chuan)感器的形(xing)🚶♀️式,此🏒方式(shi)也爲當前(qian)大多數生(sheng)産廠家所(suo)采用🐇,這裏(li)需要将流(liu)量傳感器(qi)💋與流量積(ji)算儀的不(bu)确定度共(gong)同作爲
被(bei)檢流量計(ji)顯示值的(de)不确定度(du)“[1]。
(1)數學模型(xing)
式中:b爲阻(zu)流件的寬(kuan)度,m;`u爲流經(jing)流量計的(de)流體平均(jun)🙇♀️流🐆速,m/sf爲旋(xuan)渦的頻率(lü),Hz,Sr爲斯特羅(luo)哈爾數;Qt爲(wei)檢定期間(jian)流過流量(liang)計的累積(ji)量,m³;s爲流量(liang)計的流通(tong)面積,m²;t爲檢(jian)定時間,so
式(shi)中:ϱi;爲檢定(ding)期間流經(jing)流量計的(de)蒸汽密度(du),kg/m³;`P,爲檢定期(qi)間流🥵經流(liu)量計的蒸(zheng)汽平均壓(ya)力,MPa;`Tt爲檢定(ding)期間流經(jing)流🤟量計的(de)蒸汽平均(jun)溫度,K。
式中(zhong):mt爲檢定期(qi)間流經流(liu)量計的蒸(zheng)汽累積質(zhi)量,kg;n爲檢定(ding)期間流經(jing)流量計輸(shu)出脈沖數(shu)。
所以取0.9MPa,250℃蒸(zheng)汽條件下(xia),靈敏系數(shu)cr(`pt)=1.03;cr(`Tt)=-0.5523;cr(n)=1。
(2)不确定度(du)來源分析(xi)[2]
①用于流量(liang)計密度計(ji)算的絕壓(ya)變送器的(de)不确定度(du)ur,p;
②用于流量(liang)計密度計(ji)算的溫度(du)變送器的(de)不确定度(du)ur,T;
③被檢流量(liang)計各流量(liang)點誤差重(zhong)複性ur,E,;
④被檢(jian)流量計的(de)平均誤差(cha)标準偏差(cha)ur,E。
(3)标準不确(que)定度分量(liang)評定
①流量(liang)計密度計(ji)算的
絕對(dui)壓力變送(song)器
的不确(que)定度ur,(p)
選擇(ze)壓力變送(song)器允許誤(wu)差0.1%,壓力變(bian)送器在滿(man)量程🐕的2/3處(chu)使❤️用☀️,按矩(ju)形分布考(kao)慮。
④被檢流(liu)量計的平(ping)均誤差的(de)标準偏差(cha)u,`E
在用蒸汽(qi)量爲100kg的條(tiao)件下,對流(liu)量儀表各(ge)個流量點(dian)💘進行測量(liang),測量結果(guo)見表1。
4結論(lun)
采用蒸汽(qi)冷凝法蒸(zheng)汽流量計(ji)量檢定裝(zhuang)置對渦街(jie)流量計進(jin)行檢定,其(qi)不确定度(du)的分析與(yu)在空氣裝(zhuang)置中采用(yong)标準表進(jin)💔行檢🌂定相(xiang)比較,由于(yu)存在以下(xia)幾點區别(bie),使分🌈析方(fang)法🧡和結論(lun)上存在差(cha)異。
(1)冷凝法(fa)蒸汽檢定(ding)裝置中是(shi)對渦街流(liu)量計質量(liang)流量的計(ji)🈲量,空☎️氣檢(jian)定裝置中(zhong)是對渦街(jie)流量計體(ti)積流量的(de)計量。
(2)冷凝(ning)法蒸汽檢(jian)定裝置中(zhong)溫變、壓變(bian)是對蒸汽(qi)密度☀️的計(ji)算,空氣檢(jian)定裝置中(zhong)是将體積(ji)流量換算(suan)成标❓準表(biao)條件下的(de)體積流量(liang)。
(3)數學建模(mo)方式存在(zai)本質性的(de)差異。
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