[摘要]在利(li)用孔闆流量計(ji) 量裝置進行煤(méi)氣流量計量時(shi)，管道積水會改(gǎi)變孔闆流量計(ji)🌐量裝置的幾何(he)特性，從而影響(xiang)流量計量的準(zhǔn)确性。文章通過(guo)分析管道積水(shuǐ)對孔闆流量計(ji)㊙️流量方程中各(gè)參數的影響，得(de)🌈出管道積水對(dui)流量計量産生(sheng)的影響，最後以(yǐ)工業上某實際(jì)孔闆流量計量(liang)裝置定💛期放水(shuǐ)的實驗數據作(zuò)驗證。
　　被測介質(zhì)爲濕煤氣的孔(kong)闆流量計量裝(zhuāng)置運行一🔴段時(shi)間後，拆卸孔闆(pan)時，會有水從測(cè)量管道中流出(chū)來，有時孔闆上(shàng)遊端面還會有(you)積水痕迹，說明(míng)孔闆上遊測量(liang)管道中會有積(jī)水。管道積水，會(hui)改變孔闆流量(liang)計量裝置的幾(jǐ)何特性，從而影(ying)響流量計量的(de)📞準确性。一般，用(yòng)來測量濕煤氣(qì)的孔闆⛱️流量計(jì)量裝置建立在(zài)地面之上，而城(chéng)市燃氣管道敷(fū)設于📞地下，這樣(yang)，孔闆流量計量(liang)裝置高于城市(shi)燃氣管道。裝置(zhì)中，孔闆上遊測(cè)量管👉道較長、煤(méi)氣壓力較高，下(xià)遊測量管道較(jiao)短、煤氣壓力較(jiào)低;孔闆上遊測(ce)量管道中，煤氣(qi)在逼近孔闆的(de).沖擊💜壓力的影(yǐng)響下⭐，易使孔闆(pan)上遊測量管道(dao)産生積水。下遊(you)測量管道不易(yì)産生積水，即使(shi)下遊産生少量(liàng)積水，也會被流(liú)動的煤氣挾帶(dài)進入地下城市(shì)燃氣管道中。因(yin)此☁️，研究管道積(jī)水對流量計量(liang)的影響是十分(fèn)必要的，從工業(yè)實際出發，主要(yao)研究孔闆上遊(yóu)測量💔管道積水(shuǐ)對流量計🌐量的(de)影響。
1理論基礎(chu)
　　标準孔闆流量(liang)計 是在已知流(liu)體狀态、标準孔(kong)闆節流件尺寸(cùn)和管道幾何尺(chǐ)寸的條件下，通(tōng)過測得流體流(liu)經孔闆時，在孔(kong)闆前、後🌈産生的(de)差壓求得流體(tǐ)流量的。該差壓(ya)與⁉️流量之間有(you)确定的數值關(guān)系，這關系即爲(wèi)孔闆流量計的(de)流量方程

　　式中(zhong):qy爲流經孔闆流(liu)量計的流體流(liú)量，m3/s;d爲孔徑，m;C爲流(liu)出系數🧑🏾‍🤝‍🧑🏼，無量綱(gang);ε爲可膨脹系數(shù)，無量綱;β爲直徑(jìng)比，孔徑d與管道(dào)内徑🔴D之比，即β=d/D，無(wu)量綱;Ap爲孔闆前(qián)、後取壓孔處被(bei)測流體的差壓(ya)，Pa;ρ爲⭕流體密度，kg/m3.
　　孔(kǒng)闆流量計量裝(zhuāng)置的測量特性(xìng)決定于裝置的(de)幾何特性和流(liú)體的流動特性(xìng)日。在流量測量(liang)範圍内，一定✨幾(ji)何特性💋的孔闆(pan)流量計量裝置(zhì)，流量與差壓之(zhī)間具有.确定☂️的(de)流量關系式。幾(jǐ)何特性改變，流(liú)量關系随之改(gai)變。
　　孔闆流量計(jì)量裝置在測量(liàng)濕煤氣流量的(de)實際應用中，測(ce)⭕量♋管👉道積水，使(shi)管道内氣體實(shí)際流通截面積(jī)減🥵小，裝置的幾(ji)何特性㊙️發生了(le)改變，流量關系(xì)改變。按照安裝(zhuang)時的流量關系(xi)式🌈得到的計量(liang)流量即流量示(shi)值)與實際流💯量(liàng)發生了偏離。這(zhè)種偏離，正是🍉所(suǒ)要問題。
2分析研(yan)究
2.1管道積水對(duì)流量方程中各(ge)參數的影響
　　由(yóu)流量方程可見(jian)，流量q爲d、C、ε、β、△p和ρ等6個(ge)參數的函數，其(qí)中孔徑d爲已知(zhi)量，受工作.溫度(dù)和材料熱膨脹(zhàng)系數的影響;差(chà)壓Δp是孔闆流量(liang)計🌍量裝置實測(cè)量;密度ρ取決于(yú)煤氣組分、工㊙️作(zuò)溫度🈚和工作壓(ya)力。可🚶見，d、Δp和ρ值不(bú)受管道積水的(de)影響，不予分析(xī)。以下主要分析(xī)測量管🔞道積水(shui)對直📞徑比β、可膨(peng)脹系數ε和流出(chū)系數C的影響。
　　通(tong)過具體計算，測(cè)量管道積水對(dui)流量方程中用(yòng)于流💃🏻量計算的(de)各參數産生的(de)影響。已知某孔(kong)闆流量計量🈲裝(zhuāng)置測量✌️管道的(de)直🈲徑D爲699.31mm，孔徑d爲(wei)335.382mm。取壓方式爲徑(jìng)距取✂️壓。結算狀(zhuang)态爲:15.5℃，101.671kPa。該計量裝(zhuāng)置在溫度t爲35℃、相(xiàng)對濕度φ爲100%、壓力(li)p爲60kPa、差壓Δp爲9kPa時，直(zhi)徑比β爲0.479629，可膨脹(zhàng)系數ε爲0.984971，流出系(xi)數C爲0.602500，計量流量(liàng)qv爲38743m3/h。分析中，以實(shi)際積水高度✍️h與(yu)堰高H之比✔️:h/H，表示(shì)管道積水高度(dù)，其中堰高H=（D-d)/2=181.981mm。
(1)管道(dào)積水對直徑比(bǐ)的影響
　　孔闆流(liú)量計量裝置測(ce)量管道中的積(jī)水是柔性的，在(zài)煤氣壓力的作(zuo)用下，管道内積(ji)水面會發生一(yi)定💜的彎曲。由于(yu)管道内煤氣壓(yā)力較低，可忽略(lue)因氣體壓力而(ér)引起的積水面(miàn)的微小弧度，認(ren)爲積水面爲平(píng)面。隻要💚積水高(gāo)度一定即圖1中(zhong)陰影部分面積(ji)一定)，就能确定(dìng)氣體流通截🈲面(mian)積。因此，選用與(yu)氣體流✌️通截面(mian)積相同面積的(de)圓的直🙇‍♀️徑作爲(wèi)等效直徑，以積(ji)水高度表示管(guǎn)道積水後氣體(tǐ)流♊通截面積。如(rú)圖1爲💯管道截面(miàn)示意圖，陰影部(bù)分爲積水🌈。經計(ji)算得到管道積(ji)水後，等效直徑(jìng)比β爲:

式中:β′爲管(guan)道積水後，等效(xiao)直徑比，無量綱(gang);d爲孔徑，m;D爲測🧑🏾‍🤝‍🧑🏼量(liàng)✍️管道直🌈徑，m;h爲積(ji)水高度，m。
公式2)是(shì)在測量管道積(ji)水時，等效直徑(jìng)比的計算公式(shi)。積水高度與等(deng)效直徑比的變(bian)化關系如圖2。
　　圖(tú)2可見:當積水高(gāo)度爲堰高的10%時(shi)，等效直徑比增(zēng)大😄0.3553%;積水高⛷️度🧑🏽‍🤝‍🧑🏻爲(wei)堰高的20%時，等效(xiào)直徑比增大1.007%;積(jī)水高度💁爲堰高(gao)的🌐50%時，等效直徑(jing)比增大4.058%。因此，管(guan)道積水後，等效(xiào)直徑比增大;積(ji)水高💰度越高，等(deng)效直徑比增大(dà)越顯著。

式(shi)中:p1、p2爲孔闆前、後(hòu)取壓孔處被測(cè)流體的壓力，Pa。

管(guan)道積水高度與(yǔ)可膨脹系數的(de)變化關系見圖(tu)3。可知♍:管👈道積水(shuǐ)🌈使可膨脹系數(shù)減小，并且影響(xiang)很小。
（3)管道積水(shui)對流出系數的(de)影響
　　國内外有(you)關資料對于孔(kǒng)闆在實際應用(yong)中産生的☔偏離(lí)标準的程度，皆(jiē)用流出系數的(de)偏差來衡量甲(jia)。孔闆前管道積(ji)❤️水會改變流出(chu)系數目，下面看(kan)一下管道積水(shui)對流出系數的(de)影響。
IS05167-2006推薦流出(chu)系數的計算公(gōng)式采用裏德-哈(ha)利斯/加拉赫💯公(gong)🏃式:4

　　Re,爲管道雷諾(nuo)數，無量綱;L爲孔(kǒng)闆上遊端面到(dào)上遊取壓口的(de)距離🐉除以管道(dào)直徑得出的商(shāng)，無量綱;認爲孔(kǒng)闆❓下遊端面✔️到(dao)下🔆遊取壓口的(de)距離除以管道(dao)直徑得出的商(shang)，無量綱。
　　計算管(guan)道積水後的實(shi)際流出系數和(he)實際流量時，應(yīng)✉️以等效直徑比(bǐ)β′代替直徑比β、以(yǐ)實際可膨脹系(xi)數🤩ε′代替🔞可膨脹(zhang)系數ε′，可🚶求出管(guǎn)道積水後相應(ying)的C′和q′V值。如圖4爲(wei)積水高度對流(liú)出系數🤞的影響(xiang)。

　　圖4可見:積水高(gāo)度爲堰高的10%時(shí)，實際流出系數(shù)增加0.0102%;積💁水高度(du)爲👈堰高的20%時，實(shi)際流出系數增(zēng)加0.0289%;積水高度爲(wèi)堰高的50%時，實際(jì)流出系數增加(jiā)0.1182%。因此，孔闆上遊(you)測量管道積水(shuǐ)⁉️後，實際流出系(xi)🚶‍♀️數增大。積水高(gāo)度越高，實際流(liu)出系數增大越(yuè)顯著🌂，呈現近似(sì)正向二次‼️函數(shù)的關系。
2.2管道積(ji)水對流量計量(liàng)的影響
　　在分析(xī)了管道積水對(dui)直徑比、可膨脹(zhang)系數和流出系(xi)數等參🔞數的影(ying)響之後，來看一(yi)看測量管道積(ji)水對流量計量(liang)的影響✍️。将管道(dao)積水後的各參(cān)數實際值分别(bié)🔱代入流🙇‍♀️量方程(cheng)，求出管道積水(shui)後的實際流量(liang)，并将其與計量(liang)流量流量示值(zhí))作比較。
　　圖5爲管(guan)道積水後，對于(yu)不同的積水高(gāo)度，實際流量🌐與(yǔ)計✏️量流量(流量(liang)示值)的關系。圖(tú)中δq=(q′-q)/q×100%，其中:q′爲管道(dào)積水時☎️的實際(ji)流😄量，q爲流量示(shì)值。

由圖5可見:
(1)測量(liàng)管道積水後，實(shí)際流量大于計(ji)量流量流量示(shì)值)。也⭐就是說，與(yǔ)實際流量相比(bi)計量流量偏小(xiao)。
(2)在計量流量流(liú)量示值)不變的(de)情況下，實際流(liú)量随管道積水(shuǐ)高度的升高而(er)增大。積水高度(du)越高，實際流量(liang)🏃🏻‍♂️增大越顯著，亦(yi)🌈呈現近似正向(xiàng)二次函數的關(guan)系。當積🧡水高度(dù)爲堰高🚶的10%時，實(shí)際流量增大0.0492%;積(jī)水高度爲堰高(gao)的20%時，實際🚶流量(liàng)增大❓0.1395%;積水高度(du)爲堰高的✉️50%時，實(shí)際流量‼️增大0.5912%。.
　　當(dang)計量流量爲38743m'/h，管(guan)道積水高度爲(wei)堰高的50%時，實際(ji)流量與計量流(liú)💞量的偏差爲0.5912%，一(yī)年以365天計，實際(ji)流量增⛷️大了200m3因(yin)此，在貿易結算(suàn)中，管道積水對(duì)流量的影響是(shì)不容忽視的。
3實(shi)際數據
　　爲驗證(zhèng)理論計算結果(guǒ)，對某實際運行(háng)中的人工 煤氣(qì)孔闆流量計 量(liang)裝置定期放水(shuǐ)，将放水前、後的(de)計量流量作對(dui)比🥵。先将由于用(yong)㊙️氣或供氣量發(fa)生變化，造成有(yǒu)明顯變化或波(bo)動🔅的流量數據(jù)予以剔除，對穩(wen)定運行工況下(xia)，放水前、後計㊙️量(liàng)流量的變化進(jìn)行分析。表1中所(suǒ)取數據爲:穩定(dìng)的運行工沉下(xià)，放水前、後各10min的(de)平均時流量。
　　由(you)表1可見:在穩定(ding)的運行工況下(xià)，放水後計量流(liú)量大于🍉放水前(qián)的計量流量。這(zhè)表明:測量管道(dao)積水使✌️流量示(shi)值小于實際✏️流(liu)量。由于這些數(shu)據是孔闆流量(liàng)計量裝置實際(ji)運行時采集的(de)流量♉數據，該數(shu)據或多或少會(hui)受到環🐪境或用(yòng)戶的影響，但🈲至(zhì)少可以🌈說明:測(cè)量管道積水使(shi)計量流量即流(liu)量示值)小于實(shí)際流量。

4結論
　　綜(zong)上可知，測量管(guǎn)道積水會導緻(zhì)計量流量流量(liàng)示值)減小，随積(ji)水高度的升高(gāo)，計量流量與實(shí)際流量💁之間☂️偏(piān)離程度增大。貿(mào)易結算中，管道(dao)積水對流量計(ji)量的影響是不(bu)容忽視的。實際(ji)應用中，應特别(bié)注意定期排水(shui)。由于管道積水(shuǐ)對✂️流量計量✔️的(de)影響是💜同一方(fang)向的，因此可考(kǎo)慮對管道積水(shui)引入的流量誤(wù)差予以修正，假(jia)定測量管道以(yi)相同速率積水(shuǐ)，根據排水周期(qī)及積☀️水量，對未(wèi)來的流量影響(xiang)值進行預測或(huo)補償。另外，孔❌闆(pan)流量計量裝置(zhì)适用于單相穩(wěn)定流，基于單相(xiang)穩定💰流的前提(ti)下給出了管道(dao)積水對流量計(jì)量影響的結論(lun)。有時，管道的積(ji)水會導緻氣體(ti)流動過程中形(xing)成脈動流，脈動(dong)流對流量計量(liàng)的影響不在範(fàn)圍之内。

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