【摘要(yao)】孔闆流量(liàng)計 屬于标(biao)準型節流(liú)式差壓流(liú)量計，依據(ju)其測量天(tiān)然氣🧑🏾‍🤝‍🧑🏼質🌈量(liang)🐪流🍉量計算(suan)公式可推(tuī)知孔闆流(liu)量計質量(liang)流量測量(liang)的不确定(ding)度來源于(yú)六個方面(miàn)：流出系數(shu)的🈚不确定(ding)度、可膨脹(zhang)性系🌈數的(de)不👌确定度(du)、測量管内(nèi)徑的不确(què)定度、孔闆(pǎn)開孔直徑(jìng)的不确定(ding)度、差壓測(cè)量的不确(que)定度、天然(ran)氣密度測(ce)量的不确(que)🥵定度。
引言(yán)
　　随着天然(rán)氣工業的(de)不斷發展(zhan)和天然氣(qì)市場的不(bu)斷拓寬，人(rén)✂️們❄️對商品(pin)天然氣計(ji)量技術的(de)研究和發(fā)展更🌐加重(zhong)視。石油天(tian)然氣行業(ye)采用孔闆(pan)流量計作(zuò)⭕貿易計㊙️量(liang)的約占95%以(yǐ)上，其計量(liàng)性能直接(jiē)影響到企(qi)業的經濟(ji)效益和用(yòng)戶的利益(yi)。因此，對孔(kong)闆流量計(jì)測量天然(ran)氣質量流(liu)量的不确(que)定度進行(háng)細緻的分(fen)析就變得(de)尤爲重要(yao)。孔闆流量(liang)計測量天(tiān)然氣質量(liàng)流量不确(que)定度分析(xi)
1孔闆流量(liàng)計測量天(tian)然氣流量(liàng)原理和計(ji)算公式
1.1測(cè)量原理
　　孔(kong)闆流量計(ji)是由标準(zhǔn)孔闆、 差壓(yā)變送器 、 壓(ya)力變送器(qi) 、 溫度變送(song)器 及流量(liang)計算機配(pèi)套組成的(de)差壓流量(liàng)裝置，可測(cè)量氣體、蒸(zheng)🐆汽、液體流(liu)量，具有結(jié)構簡單，維(wei)修方便，性(xìng)能穩定，使(shi)用可靠等(deng)特點。
　　天然(rán)氣流經孔(kǒng)闆時，流束(shù)在孔闆處(chù)形成局部(bu)收縮，從而(er)使流速🈲增(zēng)加，靜壓力(lì)降低，在孔(kong)闆前後産(chan)生靜壓力(li)差（差壓），天(tiān)然氣的流(liú)速越大，孔(kǒng)闆前後産(chan)生的差壓(ya)也越大，從(cóng)而可通過(guo)測量差壓(ya)來衡量流(liú)過孔💜闆的(de)天然氣流(liu)量大☔小。這(zhè)種測量流(liú)量的方法(fǎ)是以💰能量(liàng)守恒定律(lǜ)和流動連(lian)🤞續性方程(chéng)爲基礎的(de)。
1.2質量流量(liàng)計算公式(shi)
　　天然氣質(zhì)量流量計(jì)算公式如(ru)式（1）：

式中：qm——質(zhì)量流量；C——流(liu)出系數；ε——可(kě)膨脹性系(xì)數；?p——差壓；ρ1——天(tian)然氣🙇‍♀️在操(cāo)作條件下(xià)上遊取壓(ya)孔處的密(mi)度；β——直徑比(bǐ)，β=d/D；d——操作條件(jiàn)下孔闆開(kāi)孔直徑；D——操(cāo)作條件下(xià)上上遊測(ce)量管内徑(jing)。
2不确定度(du)分析
　　然氣(qì)質量流量(liàng)測量不确(que)定度按式(shì)（2）估算：

2.1流出(chu)系數的不(bú)确定度
當(dāng)0.1≤β＜0.2時，其值爲(wèi)（0.7-β）%；
當0.2≤β＜0.6時，其值(zhí)爲0.5%；
當0.6≤β≤0.75時，其(qí)值爲（1.667β-0.5）%；
當D<71.12mm，應(ying)附加0.9（0.75-β）（2.8-D/25.4）%的不(bú)确定度（D取(qu)mm）；
當β>0.5且ReD<10000時，應(yīng)附加0.5%的不(bu)确定度。
2.2可(ke)膨脹性系(xì)數的不确(què)定度

1. 測量(liang)管内徑的(de)不确定度(dù)

其值爲0.4%。

1. 孔(kǒng)闆開孔直(zhí)徑的不确(què)定度

其值(zhí)爲0.07%。

1. 差壓測(cè)量的不确(que)定度

當置(zhi)信概率爲(wei)95%時，差壓測(cè)量的不确(que)定度按式(shì)（3）估算：

式中(zhong)：ξp——差壓儀表(biǎo)的精度等(deng)級；pk——差壓儀(yí)表的量程(chéng)；pi——差壓測量(liang)點🥵。
2.6天然氣(qi)密度測量(liang)的不确定(ding)度
　　天然氣(qi)密度可以(yi)用天然氣(qì)密度計安(an)裝于計量(liang)點♉上💜在❄️線(xiàn)實測📐，也可(kě)以根據相(xiàng)應平面處(chù)的靜壓、溫(wēn)度等特性(xing)資料進行(háng)計💔算。目前(qian)國内普遍(biàn)采用後一(yi)種方法，按(an)式（4）計算：

式(shi)中：Ma——幹空氣(qi)的摩爾質(zhì)量；R——通用氣(qì)體常數；Za——幹(gàn)空氣在标(biao)準🔆參比💞條(tiao)😍件下的壓(ya)縮因子；Zn——天(tian)然氣在标(biāo)準參比條(tiao)件☎️下的壓(ya)縮因子；P1——天(tian)然氣在操(cao)作條件下(xia)上遊取壓(yā)孔處的絕(jué)對靜壓；T1——天(tiān)然氣在操(cāo)作條件下(xià)的熱力學(xué)溫度；Z1——天🥰然(rán)氣在操作(zuò)條件下的(de)壓縮因子(zǐ)；Gr——天然氣的(de)真實相對(duì)密度。

（1）天然(rán)氣在操作(zuò)條件下上(shang)遊取壓孔(kong)處絕對壓(yā)力測量的(de)不👨‍❤️‍👨确定度(du)
當置信概(gai)率爲95%時，天(tiān)然氣在操(cāo)作條件下(xià)上遊取壓(yā)孔處絕對(dui)🐕壓力測量(liang)的不确定(dìng)度按式（6）估(gu)算：

式中：ξp——壓(yā)力儀表的(de)準确度等(deng)級；pk——壓力儀(yí)表的量程(cheng)；Pi——絕✂️對壓力(li)測量✔️點，按(àn)式（7）計算：
Pi+pi+Pa（7）
式(shì)中：pi——表壓力(lì)測量點；Pa——當(dang)地大氣壓(ya)。
　　對組合測(cè)量儀表應(yīng)按組合測(cè)量不确定(dìng)度求解。（2）天(tian)然氣在操(cāo)作條件下(xià)熱力學溫(wēn)度測量的(de)不确定度(du)
當置信概(gài)率爲95%時，天(tiān)然氣在操(cao)作條件下(xià)熱力學溫(wen)度測量的(de)不确定度(du)按式（8）估算(suàn)：

式中：ξt——溫度(dù)儀表準确(que)度等級；tk——溫(wēn)度儀表的(de)量程；Ti——熱力(li)學溫度測(ce)量點，按式(shì)（9）計算：
Ti=ti+273.15（9）
對組(zǔ)合測量儀(yí)表應按組(zu)合測量不(bú)确定度求(qiú)解。
（3）天然氣(qi)壓縮因子(zǐ)測量的不(bu)确定度
　　天(tiān)然氣壓縮(suō)因子按AGANX-19計(ji)算，其測量(liàng)不确定度(dù)爲0.5%；按GB/T17747.2-2011或🏃GB/T17747.3-2011計(jì)算，其測量(liang)不确定度(dù)爲0.1%。
（4）天然氣(qi)相對密度(dù)測量的不(bú)确定度取(qǔ)0.3%。
3不确定度(dù)計算實例(li)
已知某孔(kǒng)闆流量計(jì)測量參數(shù)如下：
孔闆(pǎn)開孔直徑(jing)d=45mm；
上遊測量(liang)管内徑D=200mm；
差(cha)壓?p=20kPa；
天然氣(qì)在操作條(tiáo)件下上遊(yóu)取壓孔處(chù)的表壓pi=1.2MPa；
當(dāng)地大氣壓(ya)Pa=0.101325MPa；
天然氣在(zài)操作條件(jiàn)下的溫度(dù)ti=30℃；
差壓儀表(biao)準确度等(děng)級0.2%，量程60kPa；
壓(ya)力儀表準(zhǔn)确度等級(jí)0.2%，量程10MPa；
溫度(du)儀表準确(què)度等級0.5%，量(liang)程100℃。
可估算(suàn)得：β=0.225，則有流(liú)出系數的(de)不确定度(dù)

4結論
　　孔闆(pan)流量計質(zhì)量流量測(ce)量的不确(què)定度主要(yào)來源于六(liù)📞個方面:流(liu)出系數的(de)不确定度(du)、可膨脹性(xìng)系數的不(bú)确定度、測(ce)量管内徑(jing)的不确定(ding)度、孔闆開(kai)孔直徑的(de)不确定度(du)、差壓測量(liàng)的不🎯确定(ding)度、天然氣(qi)密度測量(liàng)的不确定(ding)度。從以上(shàng)幾方面人(rén)手就可以(yǐ)有效降低(di)孔闆流量(liang)計質量流(liú)🈚量測量的(de)不确定度(dù)，提高其計(ji)量性能💋，爲(wei)🏃‍♀️全社會越(yuè)來越受到(dao)重視的能(neng)源計量提(ti)供穩定可(ke)靠的計量(liang)數據。

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