在石(shí)油、化工(gōng)、熱電、石(shí)化等廠(chang)礦企業(yè)裏,采用(yòng)着大量(liàng)的各種(zhong)類型蒸(zhēng)汽流量(liang)計。由于(yú)以蒸汽(qì)作介質(zhì)對蒸汽(qi)流量計(ji)實測檢(jiǎn)定難度(dù)大、精度(dù)🔅低、費用(yong)高,緻使(shǐ)一些使(shi)用蒸汽(qì)流量計(jì)的單位(wèi),不願送(sòng)出去檢(jian)定㊙️;而有(you)能力開(kāi)展這項(xiang)檢定業(ye)務的單(dān)位盡管(guǎn)很少,就(jiù)是這很(hěn)少的單(dān)位,也因(yin)檢定成(cheng)本太高(gāo),難度又(you)大,也不(bu)願開展(zhan)這項業(yè)務。造成(chéng)一些企(qi)業,甚至(zhì)是一些(xiē)技術好(hǎo)的大型(xíng)企業📧,對(dui)蒸汽計(jì)量管理(li)也存在(zai)很多問(wen)題:對蒸(zhēng)汽計量(liang)儀表僅(jin)能修理(lǐ)不能檢(jiǎn)定;蒸汽(qi)計量率(lǜ)低;蒸汽(qì)計量儀(yi)表精度(dù)低誤差(chà)❤️大。這給(gěi)企業的(de)成❤️本核(hé)算和節(jiē)能降耗(hao)帶來很(hěn)大🆚影響(xiǎng)。
　　爲了改(gǎi)變這種(zhong)狀況,國(guó)内外一(yī)些有能(neng)力的有(yǒu)關院、所(suo)㊙️和企🔅業(yè)🚩,都在積(jī)極投資(zi)、組織人(rén)力研究(jiu)以空氣(qì)代替蒸(zheng)❗汽,對蒸(zheng)汽流量(liàng)☁️計進行(hang)檢定的(de)問題,并(bìng)且認定(dìng)這是今(jin)後的發(fa)展方向(xiang)。但是研(yán)究進展(zhan)速度不(bú)太理想(xiǎng),我們的(de)蒸汽流(liu)量計檢(jiǎn)定站🍉從(cong)1989年建立(lì)以來至(zhì)今尚未(wèi)拿出滿(man)意的數(shù)據,而🐆從(cóng)聽說有(yǒu)研究此(cǐ)課題(國(guó)外)的以(yi)來,至今(jīn)🥵10多年了(le),與外商(shang)接觸談(tán)及此問(wèn)題時,他(tā)們回答(dá)仍是說(shuo)在研究(jiu)。當然是(shi)由于保(bao)密的原(yuán)因🏃‍♀️吧✂️,國(guó)内外的(de)一些研(yan)究進展(zhǎn)較快的(de)單位,都(dōu)不願多(duo)透露半(bàn)點信息(xi)。緻使我(wo)♻️們至今(jīn)尚未見(jiàn)到真正(zheng)🏃‍♀️從理論(lun)上闡述(shu)利用空(kōng)氣代替(ti)蒸汽進(jin)行蒸汽(qì)流量計(ji)檢♈定的(de)任何資(zi)料,更談(tán)不上🚶有(yǒu)㊙️實測或(huò)修正數(shù)據供推(tui)廣應🌐用(yong)。這裏談(tán)點個人(ren)浮⁉️淺的(de)看法,願(yuàn)它能起(qi)到抛磚(zhuan)引玉和(hé)推波助(zhù)瀾的作(zuo)用。
　　能不(bu)能用壓(yā)縮空氣(qi)代替蒸(zheng)汽對蒸(zhēng)汽流量(liàng)計進行(hang)☀️檢定?能(néng),有♋什🧡麽(me)理論依(yi)據?又是(shi)怎樣的(de)代替法(fa)呢?
1用壓(ya)縮空氣(qi)代替蒸(zheng)汽對蒸(zhēng)汽流t計(ji)進行檢(jiǎn)定的可(ke)能🌐性
　　理(li)論依據(ju)就是從(cóng)流體力(li)學角度(du)出發,根(gēn)據相似(si)原理,兩(liǎng)個🌈幾何(hé)上相似(sì)的流束(shù),如果它(ta)們的雷(lei)諾準數(shu)值相等(děng),即✌️流束(shù)在流體(tǐ)動力學(xue)上是相(xiàng)似的,這(zhe)時其流(liu)量(出)系(xì)數也是(shì)相等的(de)。基于這(zhe)個理💔論(lùn),在對蒸(zheng)汽流量(liang)計檢定(ding)時,設法(fa)使壓縮(suō)空氣在(zài)管道内(nèi)流動的(de)雷諾數(shù)值,等👈于(yú)蒸汽在(zai)此♊管道(dao)内的流(liu)動的雷(lei)諾數值(zhi)時,即認(rèn)爲兩個(gè)流束在(zài)流體動(dong)力學上(shang)是相☂️似(si)的💁,它們(men)的流🔞量(liàng)(出)系數(shù)也是相(xiang)等的,通(tōng)過檢測(ce)設備檢(jian)測,在檢(jian)定裝置(zhì)上顯示(shì)出的值(zhí)也是相(xiang)🐕同的,即(ji)達到以(yi)壓縮空(kōng)氣代替(tì)蒸汽🔅的(de)目的。
2計(jì)算分析(xi)
　　如何代(dài)替呢?基(ji)于上述(shù)原理,爲(wèi)了使空(kōng)氣和蒸(zheng)汽在相(xiàng)同管道(dào)内的雷(léi)諾數達(dá)到相同(tong)的條件(jiàn),進行計(jì)算分析(xi)💰如下。
根(gen)據基礎(chǔ)數據不(bú)同,雷諾(nuo)數計算(suàn)可采用(yong)的計算(suan)公式形(xing)式(系數(shu))有所不(bú)同。這裏(li)不是求(qiú)具體雷(léi)諾數值(zhí)✔️,而是利(li)用其公(gōng)🔞式中的(de)某項因(yin)子分析(xī)壓縮空(kōng)氣與蒸(zhēng)汽之間(jiān)的關系(xi)。
　　據公式(shi)eRD一4qm/7r産D知(zhi),在同一(yī)個管徑(jìng)D值管道(dào)中,幾何(hé)相似的(de)兩流🔱束(shu)的雷諾(nuo)數值相(xiàng)同時,可(kě)對上式(shi)分子上(shàng)的質量(liàng)流量qm值(zhí)和分母(mu)的動力(lì)粘度産(chǎn)值分析(xī)(二值爲(wèi)常數),兩(liang)者都是(shì)🏃‍♂️可變化(hua)的,但是(shì)🈲qm值是可(kě)人爲規(guī)定的🙇‍♀️數(shù),而動力(li)粘度産(chan)值☎️才是(shì)與兩⭕種(zhǒng)氣體固(gù)有的性(xìng)質有關(guān)的參數(shù),當然它(tā)是随操(cāo)作條件(jiàn)變化而(ér)變化的(de),但是相(xiàng)同條件(jiàn)下,不同(tong)氣體,粘(zhan)度産值(zhi)不同,雷(léi)諾數計(ji)算值就(jiù)不同,因(yin)此粘度(du)産值成(chéng)了分析(xi)雷諾數(shù)的關鍵(jian)。
　　粘度産(chǎn)值的求(qiu)取方法(fa),有查圖(tu)法和計(ji)算法。查(chá)圖法一(yi)般人爲(wèi)🚶視差較(jiao)大,而計(ji)算方法(fa)人爲誤(wu)差較小(xiao)。何況布(bu)朗利和(hé)威💛爾克(kè)對赫希(xi)菲爾德(dé)方程進(jin)行修正(zhèng)後,提出(chū)♋的低壓(ya)氣體粘(zhan)度方程(cheng)式,正适(shì)用于我(wǒ)們檢定(ding)裝置,一(yī)般檢定(dìng)裝🆚置在(zài)檢定過(guo)程中,系(xi)💔統的壓(ya)力都不(bú)高,都屬(shǔ)于低壓(ya)範疇的(de),所以對(duì)于⭐低壓(yā)氣體—壓(yā)縮空氣(qi)和蒸汽(qì)的粘度(du)産值可(ke)采用該(gai)方程式(shi)進行計(ji)算,即

　　由(you)上述可(kě)知,應先(xiān)确定檢(jian)定裝置(zhì)所采用(yong)的壓縮(suo)空氣🧑🏽‍🤝‍🧑🏻和(hé)過熱蒸(zheng)汽的操(cāo)作溫度(du)條件,才(cái)可計算(suan)。
　　根據石(shi)化流量(liang)計量檢(jiǎn)定站的(de)情況,确(que)定壓縮(suō)空氣的(de)操作溫(wen)⁉️度爲20℃,即(jí)爪=20+273·15=293.15(K)。而蒸(zhēng)汽采用(yòng)微過熱(rè)蒸汽,具(jù)體🈚操作(zuò)條件是(shi):操作壓(ya)力爲絕(jue)壓P絕=gkgfc/m名(ming)(注:可查(chá)的标準(zhǔn)和工具(ju)書的表(biǎo)✌️格中所(suo)涉及到(dao)的壓力(li)♍、粘度、密(mi)度等🚩都(dōu)是舊單(dān)位制,雖(sui)然均可(ke)以換算(suàn)爲新單(dan)位制,考(kǎo)慮㊙️此文(wen)隻是論(lùn)🈲證以壓(yā)縮空氣(qi)代替蒸(zhēng)汽進行(hang)蒸汽流(liú)量計檢(jiǎn)定的🍉道(dào)理,若轉(zhuǎn)換爲法(fǎ)定計量(liàng)單位時(shí),篇幅🔴要(yao)加長,不(bú)利于說(shuō)明間題(tí)。何況實(shí)際應用(yòng)時,在此(ci)結果💜的(de)基礎上(shang)轉換即(ji)可,結果(guǒ)是一樣(yang)的。因此(ci),此文中(zhōng)均未采(cǎi)用法定(ding)計量單(dan)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼位),過熱(re)溫度爲(wei)190℃(飽和溫(wen)度爲174.5℃),即(ji)

　　通過粘(zhān)度計算(suan)結果表(biǎo)明,空氣(qi)和蒸汽(qì)在限定(dìng)的操☔作(zuo)溫🐉度條(tiao)件下,空(kong)氣的粘(zhan)度比蒸(zhēng)汽的粘(zhan)度大。

　　這(zhe)裏先按(an)保持體(tǐ)積量相(xiàng)同分析(xī)—可稱等(děng)體積法(fa)。已知蒸(zhēng)✊汽的操(cao)作條件(jian),即P絕=gkgf/cm2(Ikgf/ cm2=0.1MPa,下(xià)同),Tf=190℃，它的(de)密度由(you)查表得(de)知ρ汽=4.3687kg/m3，所(suǒ)以空氣(qì)🏃的密度(dù)爲

　　即當(dāng)檢定蒸(zheng)汽流量(liang)計時,本(běn)想在操(cāo)作絕壓(ya)爲P絕=9(kgf/ cm2),操(cao)作溫度(dù)爲190℃的過(guò)熱蒸汽(qi)條件下(xia)檢定,若(ruo)改用壓(ya)縮空氣(qì)代替,按(àn)等體積(ji)法計算(suàn)出,當空(kong)氣操作(zuò)溫度爲(wèi)20℃時,其操(cāo)作壓力(lì)P絕=4.3647(kgf/ cm2)。
　　(或将(jiang)空氣視(shì)爲理想(xiang)氣體,由(you)理想氣(qi)體方程(chéng)式pv=RT得知(zhī)壓力與(yǔ)密度、溫(wen)度等的(de)關系式(shì)爲

　　兩種(zhong)計算結(jie)果約有(you)萬分之(zhī)五的誤(wù)差,這是(shì)正常的(de),可以認(ren)❌爲是空(kong)氣及蒸(zheng)汽數據(ju)表本身(shen)的精度(dù)及計算(suan)公式本(běn)身的精(jīng)度等原(yuán)因所造(zao)成的。)
　　若(ruò)保持密(mì)度ρ值相(xiang)同—可稱(cheng)等密度(du)法。爲達(dá)到qm氣=ρ汽(qi),在ρ汽🛀🏻=ρ汽(qi)=4.3687(kg/m3)的條💜件(jiàn)下,V氣/V汽(qì)=1.16546,即此時(shí)空氣的(de)體積流(liu)量應比(bǐ)蒸汽流(liu)量增大(da)爲1.14566倍。此(cǐ)時的空(kōng)氣操作(zuo)壓力可(ke)從空氣(qì)密度💯表(biao)_匕用内(nèi)插法計(ji)算求出(chū),也可用(yòng)氣體方(fāng)程式求(qiú)出。根據(jù)理想氣(qi)體的壓(ya)力與密(mi)度、溫度(du)等的關(guan)系計算(suàn),此時的(de)空氣操(cāo)作壓力(li)爲

　　若已(yi)知蒸汽(qì)流量計(jì)的現場(chǎng)運行條(tiáo)件,直接(jie)用現場(chang)蒸汽實(shi)⭐際☎️運行(háng)條件,如(ru)其操作(zuò)壓力P絕(jue)=4(kgf/cm2),操作溫(wēn)度爲⭐150℃(此(ci)壓力下(xià)的飽和(he)溫度爲(wèi)143℃)時,可用(yong)上述方(fāng)法求出(chū)操作溫(wēn)度爲20℃時(shí)壓縮空(kong)氣的操(cao)作壓力(lì),計算如(rú)下。
首先(xiān)按上述(shù)方法計(ji)算出此(cǐ)操作條(tiáo)件下的(de)蒸汽粘(zhān)度。

　　(kgf/cm2)。在此(cǐ)操作狀(zhuàng)态下,由(yóu)于qm=Vρ, ρ值不(bu)變,欲想(xiǎng)達到ReD氣(qi)=ReD汽,且qm氣(qì)/qm汽=1.2716條❓件(jian),v值體積(jī)量應增(zēng)大爲原(yuan)來量的(de)1.2716倍。
　　通過(guò)上述計(jì)算可知(zhī),蒸汽的(de)壓力、溫(wen)度不同(tong),所對應(yīng)的壓🏃🏻‍♂️縮(suo)空氣的(de)操作壓(yā)力,在操(cao)作溫度(dù)一定的(de)前題下(xià)(室溫)是(shi)☔不同的(de)。也可說(shuō),現場蒸(zheng)汽運行(hang)條件盡(jìn)管千差(chà)萬别,隻(zhi)要🏃‍♂️知道(dao)被檢定(ding)的🔞蒸汽(qi)流量計(ji)現場運(yun)行的操(cāo)作壓力(lì)、溫度等(deng)條件,如(rú)果以壓(ya)縮空氣(qi)作介💚質(zhì)檢定蒸(zhēng)汽流量(liang)計時,都(dou)可以求(qiu)出其💘對(duì)應的操(cāo)作🔞壓力(lì)和溫度(dù)🏃🏻‍♂️條件。
　　無(wú)論是用(yong)蒸汽流(liu)量計現(xiàn)場運行(hang)條件,求(qiú)出壓縮(suō)空氣的(de)💛操作條(tiao)件,進行(háng)蒸汽流(liú)量計的(de)檢定,還(hai)是用蒸(zhēng)汽流量(liang)計檢定(dìng)裝置設(she)計💚的蒸(zheng)汽運行(háng)條件,求(qiu)出的壓(ya)縮空氣(qì)操作條(tiao)件,進🆚行(hang)蒸汽流(liú)量計檢(jian)定(從檢(jian)定誤差(chà)等方面(miàn)分析,兩(liang)種方法(fa)各有利(li)弊),都✌️存(cún)在一個(gè)在實驗(yan)室條件(jian)下檢定(ding)後,如何(he)轉換到(dào)現場操(cāo)作條件(jian)下運行(háng)的儀表(biǎo)誤差問(wen)題。
3誤差(cha)的消除(chu)
　　爲了适(shi)應上述(shù)轉換,檢(jian)定記錄(lu)表時,應(yīng)增加如(ru)下内容(rong)♌,如下表(biao)所示。
從(cong)表中可(ke)以看出(chu),我們前(qian)面論證(zheng)的計算(suan)實質是(shi)将b值轉(zhuǎn)換爲。值(zhí),檢定後(hou)得到。1一(yī)。值後還(hái)需再進(jin)一步轉(zhuǎn)換。
　　第一(yī)步是将(jiang)C值轉換(huan)爲修正(zhèng)後的蒸(zheng)汽流量(liàng)d值。這個(ge)轉換🈚過(guo)程🐪,實🈲際(jì)是将常(cháng)溫20℃下的(de)量轉換(huan)爲對應(ying)蒸汽條(tiao)件(溫度(dù)☔)下的量(liàng),因爲這(zhè)兩種狀(zhuàng)态溫度(dù)相差較(jiào)大,會給(gei)不同類(lèi)型、不同(tóng)材質的(de)蒸汽流(liú)量計,造(zao)成不同(tong)的影響(xiang),即🈲産生(shēng)的誤差(chà)不同。對(duì)于孔闆(pǎn)差壓式(shì)流量💚計(jì),孔闆的(de)孔🏒徑受(shòu)熱膨脹(zhàng),孔徑變(biàn)爲D=D20·〔1+λD(t-20)〕;而對(dui)夾裝式(shi)渦街蒸(zheng)汽流量(liang)計,可采(cǎi)用K修=K〔1一(yī)λD(t一20)〕式。故(gù)依據此(cǐ)原理來(lái)進行計(jì)算修正(zhèng)這部分(fen)誤差。而(er)分流旋(xuan)翼式等(děng)蒸汽流(liu)量計,應(yīng)通過大(da)量的實(shí)踐數據(ju),找出正(zhèng)确的修(xiu)正系數(shu)或修👣正(zhèng)公式。這(zhe)項工作(zuo)可‼️以邊(biān)實踐邊(biān)積累,先(xian)找出粗(cū)的(誤差(chà)較大)系(xì)數應用(yòng),以後再(zai)進一步(bù)作細💁緻(zhi)工作,最(zuì)後🧑🏾‍🤝‍🧑🏼找出(chū)正确的(de)修正因(yin)子,使理(lǐ)論上對(duì)應的c值(zhí),很容易(yi)地轉換(huan)爲真實(shí)條件下(xia)的蒸汽(qi)量d值。

　　第(dì)二步是(shì)将修正(zhèng)後的蒸(zheng)汽量d值(zhi)轉換爲(wei)現場運(yun)行條件(jian)下的蒸(zheng)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻汽流量(liang)qm值。
　　如果(guo)檢定蒸(zheng)汽流量(liang)計的壓(ya)縮空氣(qì)的運行(háng)條件,是(shi)👄在現💁場(chǎng)實際操(cao)作條件(jian)下推算(suàn)出來的(de),流量計(ji)檢定後(hòu)轉換到(dao)第一步(bù)d值即可(ke),d值也即(ji)是現場(chang)運行條(tiáo)件蒸汽(qi)量qm值。如(ru)果壓縮(suo)空氣運(yun)行條件(jiàn)是🌈由蒸(zhēng)汽流量(liàng)計檢定(ding)裝置、的(de)固定的(de)蒸汽條(tiáo)㊙️件推算(suàn)出✌️來的(de),還需🔱要(yào)這第二(er)步🧡轉換(huàn)。這個轉(zhuan)換可采(cǎi)用密度(dù)校正系(xi)數💁法進(jin)行修正(zheng)。
4結論
　　采(cai)用壓縮(suo)空氣代(dài)替蒸汽(qì)檢定蒸(zheng)汽流量(liàng)計,其意(yì)義重大(da),難度亦(yi)大。其檢(jian)定誤差(cha)分析也(ye)是難題(tí)之一,因(yin)它涉及(jí)的因素(sù)、環節💃🏻多(duō),需作專(zhuan)題探讨(tao)。

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