0引(yin)言
爲了解(jie)決蒸汽流(liu)量量值溯(sù)源的問題(tí),用于
蒸汽(qì)流量計
标(biao)定的實驗(yan)裝置按照(zhào)标定使用(yòng)的介質可(ke)分爲三類(lèi)。一類🏃是以(yǐ)蒸汽爲介(jie)質的蒸汽(qì)實流标準(zhǔn)裝置,這種(zhong)裝置的檢(jiǎn)測條件與(yǔ)表計使用(yòng)的工況條(tiáo)件最爲相(xiàng)近,但由于(yú)該裝置設(she)計要求高(gāo)、檢測🎯成本(běn)高等特點(dian),目前使用(yong)很少。第二(er)類是以水(shui)爲介質的(de)
液體流量(liang)計
量标準(zhǔn)裝置,此類(lei)裝置精度(dù)高,但是與(yǔ)蒸汽的實(shí)際工況條(tiáo)件相🛀🏻差較(jiào)大。第三類(lei)是以空氣(qì)爲介質的(de)氣🔞體流量(liang)标準裝置(zhi)。
目前國内(nèi)外普遍采(cai)用後兩類(lèi)裝置替代(dài)蒸汽實流(liú)裝🧡置對蒸(zheng)汽流量儀(yi)表進行标(biāo)定,但這兩(liǎng)種方法無(wú)法模拟蒸(zhēng)汽流量計(ji)實際的工(gong)況條件。利(lì)用計量标(biao)準裝置對(dui)
渦街流量(liang)計
開展了(le)水、空氣、蒸(zheng)汽3種不同(tong)介質的比(bǐ)對測試實(shí)驗🚶♀️,并從渦(wo)街流量計(ji)漩渦産生(shēng)機理出發(fa),利用流體(tǐ)力學及㊙️卡(kǎ)門渦街📧原(yuan)理,結合蒸(zhēng)汽獨特的(de)熱力學性(xìng)質,對渦街(jiē)流量計在(zài)3種不同介(jie)質下儀表(biǎo)系數存在(zài)規律性偏(pian)差實驗結(jie)論進行了(le)解釋,得出(chu)各種流體(ti)介🌈質與渦(wō)街流量計(ji)儀表系數(shu)的關系。
1渦(wō)街流量計(ji)的原理
渦街流量(liàng)計是根據(ju)“卡門渦街(jiē)”原理研制(zhi)成的流體(ti)振蕩式流(liu)量測量儀(yi)表。在測量(liang)管道流動(dòng)的流體中(zhong)插入一根(gen)其軸❤️線與(yu)㊙️流向垂直(zhí)的非流線(xiàn)型柱形體(ti),稱之爲旋(xuan)渦發生體(tǐ)。當雷諾數(shù)達到一🐇定(ding)值時,從旋(xuán)渦發生體(tǐ)兩側交替(tì)地分離出(chu)兩串規則(ze)地交錯排(pai)列的旋渦(wō)。在滿足雷(lei)諾數要求(qiú)時,旋渦♌分(fèn)離産生的(de)頻率僅僅(jin)隻與旋渦(wō)發生體及(jí)所在的測(ce)量管道的(de)🍉幾何尺寸(cùn)💔有關。旋🥰渦(wō)的分離産(chan)生的頻率(lǜ)于流量的(de)大小成正(zheng)比。渦街流(liu)量計的原(yuán)理如圖1所(suǒ)示。
經過推(tuī)導,流體的(de)體積流量(liàng)Q與漩渦頻(pín)率f符合下(xià)面公式:
Q=f/K
式(shi)中:K爲
流量(liàng)計
的流量(liang)系數。在一(yī)定雷諾數(shu)範圍内儀(yi)表系數K爲(wèi)常數,流🏃🏻♂️量(liàng)☂️Q與漩渦頻(pin)率f成線性(xing)關系。因此(ci),隻要檢測(cè)出✌️頻率f值(zhi),就🈲能通過(guo)相應的公(gōng)式求得體(tǐ)積流量Q的(de)值。
2實驗裝(zhuāng)置簡介
本(běn)次試驗我(wo)們共采用(yong)的三套裝(zhuang)置,分别爲(wei)國家蒸✨汽(qi)流量站蒸(zhēng)汽實流标(biāo)定裝置和(hé)我所的負(fù)壓法音速(sù)噴嘴氣♍體(ti)流量計量(liang)标準裝置(zhi)和質量法(fa)水流量計(jì)量标👌準裝(zhuāng)置。其中冷(leng)凝稱重法(fa)蒸汽🈚流量(liàng)标準裝㊙️置(zhì),以過熱💞及(ji)飽和蒸汽(qi)作爲檢定(ding)介質,将通(tong)過蒸汽流(liu)量儀表的(de)蒸汽進行(háng)冷🔅凝稱重(zhòng)的原理,對(dui)蒸汽流量(liàng)儀表進行(hang)♋實🈚流标定(ding)。擴展不确(que)定度爲0.1%(k=2),檢(jian)定流量範(fàn)圍爲(2.5~10000)kg/h。音速(sù)噴嘴氣體(ti)流量标準(zhun)裝置是以(yi)空氣爲✏️介(jie)質的流量(liàng)檢測裝置(zhì),設計依據(ju)JJG620-1994《臨界流流(liú)量計》、《臨🐉界(jiè)流文丘🔞裏(lǐ)噴嘴氣體(ti)流量裝置(zhì)的測量》、JJG619-2005《标(biao)準☔表法流(liu)量标準裝(zhuang)置》等。擴展(zhan)不确定度(dù)爲0.25%(k=2),檢定流(liú)量範圍爲(wèi)(2.5~6500)m3/h。靜态質量(liàng)法水流量(liàng)标準裝置(zhi),擴展不确(que)定度爲0.1%(k=2),檢(jiǎn)定流量範(fàn)圍爲(0.28~1200)m3/h。
3實驗(yàn)方案
将一(yi)台準确度(dù)等級符合(he)1.0級脈沖輸(shu)出、儀表線(xiàn)性和重複(fu)性較好的(de)50mm口徑渦街(jie)流量計樣(yàng)機,分别在(zài)蒸汽、水、空(kōng)氣三種流(liú)量标準裝(zhuang)置上進行(hang)标定實驗(yan)。前後直管(guǎn)段符合檢(jian)定規程要(yao)求,前直管(guan)段大于10倍(bèi)公稱通徑(jing)(10DN)、後直管段(duan)大于5倍公(gōng)稱通徑(5DN),依(yī)次從最小(xiǎo)流量qmin、分界(jie)流量qt、最大(dà)流量qmax的25%、40%、70%和(he)100%,共計6個流(liu)量點,每個(ge)流量點重(zhong)複檢定3次(cì),每次檢定(dìng)60s。分别計算(suàn)其儀表系(xi)數、線性誤(wu)差、重複性(xing)誤差數據(jù),比較在不(bu)同介質的(de)檢定裝置(zhi)下測量數(shu)據差異和(hé)聯系。
4實驗(yan)數據
按照(zhào)渦街流量(liàng)計的檢定(dìng)規程對該(gai)試驗樣機(jī)各流🐉量點(diǎn)進行調節(jiē)、檢定,在3套(tao)不同介質(zhì)的檢定裝(zhuāng)置下的實(shí)🔞驗的✂️儀表(biao)系數、線性(xing)度、重複性(xing)如下表1所(suo)示,流量曲(qǔ)線關系如(ru)圖2所示。
表(biao)1不同介質(zhì)的檢定裝(zhuang)置下的實(shi)驗的儀表(biao)系數、線性(xìng)度、重🏃♀️複性(xing)🌍
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質量法液(yè)體流量
标(biāo)準裝置
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負(fu)壓法音速(sù)噴嘴氣體(tǐ)
流量标準(zhǔn)裝置
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冷凝(níng)稱重法蒸(zhēng)汽
流量标(biao)準裝置
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儀(yí)表系數
(1/m3)
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線(xian)性誤差(%)
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重(zhong)複性誤差(chà)
(%)
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儀表系數(shù)
(1/m3)
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線性誤差(cha)(%)
|
重複性誤(wu)差(%)
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儀表系(xì)數
(1/m3)
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線性誤(wù)差
(%)
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重複性(xìng)誤差(%)
|
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9266.5
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0.57
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0.18
|
9343.5
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0.61
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0.29
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9178
|
0.78
|
0.23
|
實驗(yàn)數據圖可(ke)以看出,發(fā)現儀表系(xi)數偏差的(de)正負方向(xiang)上基本相(xiang)同。渦街流(liú)量計在空(kong)氣、水、蒸汽(qì)三種不同(tóng)介質的儀(yí)表系數存(cún)有差異且(qiě)差異還是(shì)比較明顯(xiǎn)的,在其流(liu)量範圍♋内(nei)儀表⛹🏻♀️系數(shù)依次減小(xiǎo)。綜合實驗(yàn)數據來看(kàn),空氣測定(ding)的儀表系(xi)數值比水(shuǐ)爲介質測(ce)量儀表系(xi)數值偏大(dà)在(0.5~1.4)%之間的(de)數值,比蒸(zheng)汽條件下(xia)測量的儀(yí)⭕表系數偏(piān)大(1.6~2.0)%之間的(de)數值。
5實驗(yan)結論
通過(guò)标定實驗(yàn),發現渦街(jie)流量計在(zài)蒸汽、水、空(kōng)氣3種不同(tong)介✏️質下,其(qí)主要計量(liang)性能如儀(yí)表系數、線(xian)性誤差和(he)重複性誤(wù)⭐差會有所(suǒ)差别,具體(ti)表現爲:(1)在(zai)小流量qmin時(shí),以蒸汽爲(wei)标定介質(zhì),此時的儀(yi)表🔴系數最(zuì)小,此時由(yóu)于受蒸汽(qi)的溫度的(de)影響,造成(cheng)儀表🥵系數(shù)偏小。(2)随流(liu)量的逐漸(jian)增大,以空(kōng)氣爲标定(dìng)介質的儀(yí)表系數變(bian)化逐漸增(zeng)大且變化(hua)率最快,蒸(zhēng)汽介質的(de)儀表🔞系數(shù)變化次之(zhi),以水爲介(jie)質的儀表(biǎo)系數變化(huà)最小💜。
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