摘(zhai)要:着重對過(guo)熱蒸汽流量(liàng)計 量中溫度(dù)、壓力補償的(de)數學模型進(jin)行了分析，最(zuì)後提出了一(yī)🧡種全新的微(wēi)機全參數補(bu)償方式。
一.引(yin)言
　　随着成本(běn)意識的不斷(duàn)增強，人們對(dui)能源計量的(de)正确率🏃提出(chu)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼了更高的要(yào)求，流量測量(liàng)中的溫度、壓(ya)力🥵補償逐漸(jiàn)被提上了議(yi)事㊙️日程。由于(yú)流量測量裝(zhuāng)置的設計提(ti)供的🐅設計溫(wēn)度、壓力與實(shi)際運行的工(gōng)作👈溫度、壓力(li)🙇‍♀️有一定的差(cha)異，再加上由(you)于工藝條件(jian)造🌐成流體溫(wēn)度、壓力波動(dong)較大，緻使測(cè)出的流量不(bu)能✌️真實反映(yìng)其工作狀态(tài)下的實際流(liu)量。絕大多🧡數(shu)流量計,隻有(yǒu)在流體工況(kuàng)與設計條件(jiàn)🍉一緻的情況(kuang)下才能保證(zhèng)較高的測⁉️量(liàng)精度，有些流(liú)體如氣體、蒸(zheng)汽⭐，流體工況(kuàng)變化對測量(liàng)精度的影響(xiǎng)特别大，必須(xū)進✊行補償。不(bú)同類别的流(liu)量測量裝置(zhì)，測量不同的(de)流體介質，其(qi)溫度壓力補(bǔ)償🔞公式選擇(ze)的數學模型(xíng)是💃有差異的(de)。因此,有必要(yao)對👅對流量計(ji)量中溫度、壓(yā)力補償的數(shù)學模型加以(yi)分析、研究⛷️，總(zong)結出🔞一套全(quan)新的補償方(fang)式，盡可能地(di)消除系統誤(wu)🚶‍♀️差，使計量精(jīng)度提高到一(yī)個新的水平(píng)。
二.過熱蒸汽(qì)流量計量的(de)補償
　　在蒸汽(qì)流量的計量(liàng)上，密度雖然(ran)也是溫度、壓(ya)力的函數👉，但(dàn)不☁️再遵循理(li)想氣體狀态(tài)方程，且在不(bu)同壓力、溫🐇度(dù)區間，函數關(guān)系不同，很難(nán)用一個簡單(dān)的或統一的(de)函數關系式(shi)來表示。下面(miàn)我們分析常(chang)用水蒸氣密(mi)度😍的确定方(fang)🛀🏻法。
1.密度的确(que)定方法。
　　工業(ye)或工程上應(yīng)用的水蒸汽(qì)大多是處于(yú)剛剛脫離液(yè)态或離液态(tai)較近時的狀(zhuàng)态，它的物理(lǐ)、化學性質與(yǔ)✂️理想氣體大(da)不相同，應視(shì)爲實際氣體(tǐ)。水蒸氣的物(wù)理🧑🏾‍🤝‍🧑🏼性質較✉️理(lǐ)想氣體要複(fú)雜得多，故不(bú)能用簡單的(de)數學☁️表達加(jia)以✌️描述，所以(yǐ)，在以往的🧑🏽‍🤝‍🧑🏻工(gong)程計算中，凡(fán)涉及水蒸氣(qì)的狀态參數(shù)數值,大👉都從(cong)相關的水蒸(zhēng)氣表中直接(jie)查取。
　　随着電(diàn)子技術的發(fa)展，計算機(或(huo)單片機)已廣(guǎng)泛應.用于流(liu)量測量儀表(biao)中，其存儲能(néng)力、快速計算(suàn)能力爲正✉️确(què)、快速的确定(ding)水蒸氣的密(mì)度提供了有(you)力的手段。
1.1現(xian)在介紹在二(èr)次僅表中常(chang)用的水蒸氣(qi)密度的确🚶定(dìng)方法。
1.1.1查表法(fǎ):把水蒸氣密(mì)度表裝入計(jì)算機系統中(zhōng)，
　　根據實際工(gong)況下的溫度(dù)、壓力值，從表(biao)中直接查出(chū)相♌應的密度(du)值
1.1.2計算法:
①自(zi)己拟合公式(shi)(或者出版物(wù)給出公式)
②IFC1967公(gong)式
　　目前，我們(men)采用的密度(du)補償的拟合(hé)公式爲:
 
式中(zhōng):-溫度,℃;P-表壓,Mpa;
蒸(zheng)汽實際工況(kuang)條件爲:
工作(zuo)壓力變化範(fan)圍:0.1-1.1MPa
工作溫度(dù)變化範圍:160-410℃
下(xia)面，我們取特(tè)殊點對公式(shi)(1)進行驗證:
 
　　通(tōng)過以上驗證(zhèng)上算，我們目(mù)前采用的密(mì)度補償公式(shì)的計算誤差(cha)太大,顯然不(bú)能滿足計量(liàng)儀表的要🈲求(qiú)。我們流量計(jì)量絕大部分(fen)已進入微機(jī)網絡，因此，理(lǐ)想的是采用(yong)IFC1967公式”。
1.2比較。
　　查(chá)表法:根據1FC1967公(gōng)式”制定的數(shù)表，考慮了各(gè)個不同區域(yù)的特性,目⚽前(qian)它是比較完(wán)整和全面的(de)。但它數據量(liang)大，需要占用(yong)大量的内存(cún)，應用數表要(yao)首先判斷是(shì)飽和蒸汽還(hái)是過熱蒸汽(qi)，再查不同的(de)數表，另外數(shù)表的變🌈量有(you)一定❗步長的(de)非連續量，對(duì)于兩點之🥵間(jiān)的數據，需☔經(jing)過數學内插(cha)處理獲得。
　　應(ying)用公式計算(suàn):不需占有大(dà)量的内存空(kong)間，便于智能(neng)儀表✂️應用，至(zhi)于使用哪一(yi)個公式，根據(ju)不同場所和(he)不同需要，選(xuan)用不同公式(shì)。采用TFC1967公式”雖(suī)然公式繁雜(zá)一些，但在壓(ya)力爲0-16.65MPa範圍内(nei)，計算的過熱(rè)蒸汽及飽和(hé)蒸汽密🚩度值(zhí)完全符合國(guo)際标準。應用(yòng)公式隻需安(an)裝有溫度💰、壓(ya)力變送器，不(bu)需要判斷是(shi)飽和狀态🐕或(huò)過熱狀态就(jiù)可以正确測(ce)量。對于确定(ding)是飽和蒸✨汽(qì)的場合,隻需(xu)要将公式稍(shāo)做變動，隻用(yong)測溫或測壓(yā)，就可正确計(jì)算飽和蒸汽(qi)密度。
2.流量公(gōng)式的确定。
　　在(zài)蒸汽計量中(zhong)用節流元件(jian)作爲傳感元(yuan)件時用計算(suan)法進行😘補償(chang)，其流量公式(shì)爲:
 
式中:qm-質量(liang)流量,kg/s;
e-流出系(xi)數;
d-節流件開(kai)孔直徑,m;
ε-可膨(peng)脹性系數;
p-被(bei)測流體密度(dù),kg/m3;
β-節流件孔徑(jìng)與直管段内(nei)徑之比，β=d/D;
△P-差壓(yā),Pa;
　　而用 渦街流(liu)量計 量時，它(ta)的輸出脈沖(chòng)信号不受流(liú)體組分變化(huà)的影響，即僅(jǐn)表系數在一(yī)定雷諾數範(fan)圍内僅與洲(zhou)渦發生體及(jí)管道的尺寸(cùn)🔆有關，但是作(zuo)爲流量計在(zai)物料平衡及(ji)能源計量中(zhong)需檢測質量(liàng)流量，這時流(liú)量的輸出信(xin)号應同時檢(jian)測體積流量(liang)和流體密度(du)，流體組份對(dui)流量計還是(shi)存在直接影(ying)響，其流量公(gōng)式爲⛷️:
 
式中:qv-體(ti)積流量，m3/h;
Sr-斯特(te)勞哈爾系數(shu);
m-漩渦發生體(ti)兩側弓形面(mian)積與管道橫(heng)截面面積之(zhī)☎️比🔞;
d-漩渦發生(shēng)體硬面寬度(dù),m;
D-管道通徑,m;
f-漩(xuán)渦的發生頻(pin)率，Hz/s;
qm=pq、4)
式中:qv-體積(jī)流量;m3/h;
qm-質量流(liú)量,Kg/s;
p-被測流體(tǐ)密度,kg/m3;
　　由流量(liàng)公式(2).(4)可知，流(liu)量與密度的(de)關系分别與(yǔ)C和p成正比,如(ru)果用錯将造(zào)成很大的計(ji)算誤差，同時(shí)，溫度(℃)與熱力(lì)學溫度🔞(K)的代(dai)入也應正确(què)處理。
　　考慮上(shàng)述原因，有必(bi)要對補償軟(ruan)件和智能流(liu)量計算🍉儀㊙️進(jìn)行測試和校(xiào)準。方法爲:由(yóu)LG節流裝置設(shè)計及管理💁軟(ruan)件》計算🎯出對(duì)應點補償流(liu)量的理論值(zhí)，再對流量計(ji)輸入相同工(gōng)沉參數得☂️到(dào)相應的顯示(shi)值，這時将流(liu)量計的顯示(shì).值與理論值(zhi)進行比較即(ji)可達到校準(zhǔn)的目的。曆來(lai)流量校.準與(yu)設備和流量(liang)儀表👌兩大主(zhǔ)題是研究的(de)中心，流量❌儀(yi)表标準和檢(jiǎn)定規程是流(liú)量正确計量(liàng)的保證，針對(duì)目前國内智(zhì)能流量演算(suan)器和相關計(ji)算機軟件的(de)現狀🈲，建立國(guo)家有關部門(men)應出台一部(bù)相應的檢定(ding)校準規程，以(yǐ)便于技術監(jiān)督和管理。
三(sān)微機的全參(can)數補償
根據(jù)
 
　　對氣體介質(zhì)進行補償時(shí)，在低壓範圍(wei)内，可以利用(yong)理想氣♍體狀(zhuang)态方程來進(jìn)行溫度、壓力(li)補償。但在高(gāo)🐕壓時，則必須(xu)考慮氣體壓(ya)縮系數的影(yǐng)響。對于過熱(rè)蒸氣,必須作(zuo)實際氣體處(chu)理。對于大部(bù)分氣體,在低(dī)🍓壓區(如小于(yu)1MPa)的壓縮系數(shu)都接✏️近于1。在(zai)該🌈區域内,隻(zhi)😄要溫度不是(shi)太低，即使不(bu)對壓縮系數(shù)進行修正，也(ye)不會引起明(míng)顯的誤差，完(wan)全可以滿足(zú)工程上的要(yao)求。但在高壓(ya)區，則🤟必須考(kao)慮壓縮系數(shu)的影響，否則(ze)‼️将會造成明(míng)顯的誤🏃🏻‍♂️差。像(xiàng)常規方法那(na)🌏樣💰将K看成常(chang)數，将會造成(chéng)不可忽視的(de)測量誤差。分(fen)析計算表明(ming)🐅，當溫度和壓(ya)力在設計值(zhí)♻️T.和p.的基礎上(shang)變化20%，ReD變化60%時(shi)，如果我們隻(zhī)補償密度變(biàn)化的影響，那(nà)麽，即使密度(dù)🈲變化可能引(yǐn)入的誤差爲(wèi)零，即認爲已(yi)實現了對密(mì)度的完全補(bǔ)償，其它各餘(yú)留參數變化(huà)累⭐加後的最(zui)大誤差仍可(ke)達6%左右。其中(zhōng),ε引入的誤差(cha)最爲明顯。對(duì)于常規儀表(biao)來說,這些餘(yu)留誤差沒有(yǒu)可能得到補(bǔ)償。而對于微(wei)機補償系統(tǒng)來說，補償這(zhe)些🔞餘留參數(shù)的變化已成(cheng)⛷️爲可能。所以(yi)⭐，一般來說，微(wei)機補🏃‍♂️償系統(tong)除補償密度(du)外,還應考慮(lü)整個補償方(fāng)程中其它參(cān)數變化的補(bǔ)償問題,即全(quan)參數補償。
四(sì)結語
　　總而言(yan)之，選擇合适(shì)的溫度、壓力(lì)補償公式，就(jiù)必須全✔️面🛀🏻地(dì)了解流量測(cè)量的方式。在(zai)測量介質，測(cè)量裝置，流🏃🏻體(tǐ)工況，流量單(dan)位均不同的(de)場合，采用正(zhèng)确的溫度、壓(ya)力補償方式(shi)，才能獲得正(zheng)确的流量。此(ci)外，計👄算機的(de)應用也堪稱(chēng)檢測技術中(zhong)的一場革命(mìng)，它使🌈各類過(guo)程參數的檢(jian)測由常規儀(yi)表時代進入(rù)了計算機時(shi)代，同時也使(shi)企業綜合👌自(zì)動化和生産(chan)過程控制得(dé)以實現，是今(jin)後檢測與控(kong)制系統發展(zhan)的必然趨勢(shi)。

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