摘要:介紹了孔闆(pan)差壓式流量計 測(cè)量水蒸氣的工作(zuò)原理,對導緻孔闆(pǎn)差壓式流量計❄️産(chan)生測量誤差的各(gè)種内.外因素進行(hang)了分析,并闡述了(le)相👉應的校正🌈補償(cháng)方法,爲今後孔闆(pǎn)差壓式流量計的(de)設計和使用提供(gòng)了💜借鑒。
　　目前,國内(nèi)外用于水蒸氣流(liú)量測量的儀表主(zhu)要包括: 孔闆流量(liàng)計 、 渦街流量計 、 轉(zhuan)子流量計 和.彎管(guǎn)流量計等儀表。其(qi)中,孔闆差壓式流(liú)量計是國☔内外最(zuì)早得以研究.試驗(yan)數據最爲完善、實(shi)踐經🚶‍♀️驗最爲豐富(fu)、标準化程度高的(de)流量計，因其結構(gòu)簡📞單、制造成本較(jiào)低、性能比較穩定(dìng)、使用壽命較長且(qie)已标準化⁉️,因而在(zài)工業上得到了最(zui)廣泛的應用。孔📐闆(pan)流量計由節流裝(zhuang)置、一定長度的直(zhí)☎️管段、引壓管、 差壓(yā)變送器 、 壓力變送(song)器 、 溫度變送器 和(he)流量計算機等組(zu)成。在使用過程中(zhōng),盡可能地減小🔞流(liu)量測量誤差,降低(dī)水蒸氣人爲損耗(hào),對企業的生産經(jīng)營具有重要的意(yì)義.
1孔闆工作原理(lǐ)及誤羞補償方法(fa)
1.1孔闆式流計的工(gōng)作原理
　　 孔闆式流(liú)量計 采用差壓式(shi)測量方法對流量(liàng)進行測量,即在管(guǎn)道内裝人節流元(yuán)件一孔闆。當水燕(yàn)氣流過孔闆時,流(liu)體速👄度增大,壓力(lì)減小，于是在孔闆(pan)的前後産生差壓(yā),利用具有一🈲定設(shè)計尺寸的孔闆測(ce)🍓量水燕氣流量,在(zài)保證孔闆前後有(yǒu)足.夠的直管段等(děng)條件下,孔闆前後(hou)的差壓将随流量(liang)的變化而變化，且(qiě)兩者具有确定的(de)關系,因此可以通(tōng)過測量差壓得到(dào)水蒸氣的流量。根(gēn)據國标GB/T2624:1993,對于标準(zhun)節流裝置,差壓△P與(yu)流量q=的函數關系(xì)爲:
 
　　式中:qm爲質量流(liu)量,kg/s;C爲流出系數;D爲(wei)管道内徑,m;e爲節流(liú)件正端取壓口平(píng)面上的氣體膨脹(zhàng)系數;d爲工作條件(jiàn)下節流💜件的開孔(kong)直徑,m;ρ爲節流件人(ren)口端流體密😍度,kg/m³.
1.2流(liú)出系數C的補償.
　　流(liú)出系數C是表征孔(kǒng)闆節流裝置特性(xìng)的主要參數,是雷(lei)諾數Re和β的曬數,它(tā)是一個随流量變(biàn)化的量,其✍️值随Re的(de)增大而減小,當Re大(dà)于--定值趨向無窮(qiong)大時,C趨向于常👈數(shù)Ck,而孔徑比β越大,C的(de)變化幅度也越大(da),使C趨向于常數Ck的(de)Re也越大,C與β和Re之間(jian)的定量關系爲:
 
　　對(dui)于給定的标準孔(kǒng)闆,當β爲常數時,C僅(jǐn)是Re的函數C=f(Re)。在公式(shi)💰(1)中,将C用公式(2)而不(bú)是一個常數來代(dai)替,可提高計量的(de)精度。
1.3水蒸氣膨脹(zhàng)系數e的補償
　　差壓(yā)式流量計在用來(lái)測氣體和蒸氣流(liú)量時，流體流過節(jiē)😄流裝置在節流件(jiàn)兩邊都要産生一(yī)定的差📐壓,在節流(liú)件的下遊靜壓降(jiang)低,将出現流東膨(péng)脹，流束的這種膨(péng)脹使得節流裝置(zhì)的輸出⁉️(差.壓)--輸人(ren)(流量)關系同不可(kě)壓縮流體之間💯的(de)偏.差。如果不對這(zhè)種偏差進行校正(zheng),将會導😄緻流量.示(shì)值偏高千分之幾(jǐ)到百分之幾✂️，尤其(qí)是流量在較.大範(fàn)圍内變化時,産生(shēng)的誤差會更🌐大,因(yin)此更有必要對其(qi)進行修正。
1.4孔闆流(liú)量計變更程後的(de)修正
　　盡管改變差(chà)壓變送器的差壓(ya)範圍是非常容易(yi)的事😍,但不能隻對(dui)差壓範圍做調整(zhěng)就萬事大吉。.這是(shì)🛀因爲🐪孔闆流量計(jì)量程變更後,管道(dao)中的常用流速🌈等(deng)參數将發生變化(huà),流出系數也相應(ying)有所變化,因此需(xū)從已知節流裝💯置(zhi)數據(從節流裝置(zhi)計算書查得)和其(qí)他有☎️關流量數據(jù)(如:變更後的流量(liang)上限及常用流量(liàng))計算出新的差壓(yā)上限。實踐證明,若(ruò)量程縮小後.C和🐆Ɛ均(jun)增大,相應的質量(liàng)流量會偏大。
1.5密度(du)ρ的補償
　　在其他參(cān)數不變的情況下(xia)，qm與ρ之間的關系爲(wei):qm=kp√ρ.可以‼️看出,水蒸💃氣(qì)🌈的流量與其密度(dù)的平方根成正比(bi)關系。水蒸氣👨‍❤️‍👨是可(kě)壓縮性氣👈體,當其(qi)壓力、溫度變化時(shi),其密度将發生⁉️明(míng)顯變化,這将♌引起(qi)流量很大的誤👨‍❤️‍👨差(chà)。實際流體狀态(壓(ya)❄️力、溫度)與流量計(jì)設計時的狀态(壓(ya)力、溫度♋)偏離造成(chéng)的相對誤差可由(you)公式(3)表示:
 
　　假如設(shè)計孔闆流量計時(shí)是按照1MPa和285℃所對應(yīng)的過熱🚶‍♀️水蒸氣密(mi)度🌈ρ=4.374kg/m³設計的,則密度(du)的變化造成的測(cè)量誤差可能很👅大(dà)，當壓力大且溫度(du)低時,測量值偏大(da):當壓力低且溫度(du)高時,測量值偏小(xiao)。水蒸🌏氣的實際狀(zhuang)态偏離孔闆實際(ji)狀态越嚴重，所引(yin)起的誤差越大。要(yao)補償密度變化所(suǒ)引起的這種誤差(cha)👅,就不能将公式(1)中(zhong)的ρ以設計🈲工況下(xià)的密度🌏來代人,需(xū)要将ρ看作.壓力和(hé)溫度的函數,即ρ=f(P,t)。這(zhe)也就是一般智能(néng)流量積❌算儀均要(yào)對過熱蒸汽進行(háng)壓力溫度補償的(de)原因。
1.6孔闆内徑d和(he)管徑D的誤差補償(chang)
　　測量水蒸氣流量(liang)時,如果設計工況(kuang)爲200℃，孔闆内徑爲d,則(ze)👉孔⛹🏻‍♀️闆内徑在實際(jì)工作狀态下的修(xiū)正公式爲：
 
　　實際上(shang)d和D偏離設計值造(zao)成的後果就是流(liu)量測量系統的滿(man)度值發生了變化(hua),如果将d和D的實際(jì)值測量出來,代♈入(ru)公式計算出與此(ci)實際值相對應的(de)流量滿度🏃‍♂️值,然後(hou)用新的滿度值♍代(dai)替原設計值,置人(ren)⛹🏻‍♀️流量顯示儀表,則(zé)系👉統運行後🐉,尺寸(cùn)誤差對測量系🔞統(tong)的影響就能得到(dào)完全👉的校正，這也(yě)就是每台流📧量計(jì)在投入使用前進(jin)行修正計算的主(zhu)要工作。
2常見誤差(cha)原因分析
2.1實際工(gong)作狀态引起的誤(wù)差
　　标準孔闆是按(an)照特定的已知條(tiao)件進行設計的，但(dan)在工作過♻️程📐中,被(bèi)測量介質的各種(zhǒng)參數(如溫度、密度(du)、壓力.黏度等)與标(biāo)準孔闆的額定數(shù)值有所不同。如在(zài)常溫附近時,若被(bèi)測量介質爲氣✌️體(ti),溫度每變化10℃,氣體(ti)的密度則變化3%左(zuǒ)右;在1個大氣壓下(xia),被測氣體壓力每(měi)變化10Pa,密度則變化(huà)10%左右。所以在用标(biāo)準孔✨闆測量氣體(tǐ)時，必須考慮氣體(tǐ)溫度和壓力的變(biàn)化,以進行适當的(de)修正。
2.2安裝不正确(que)引起的誤差
　　對于(yú)标準孔闆,爲了保(bao)證被測量介質流(liú)量的精度,标準孔(kǒng)闆一定按規定要(yao)求進行正确安裝(zhuang),否則将會産生一(yi)定的測量誤差。
(1)孔(kǒng)闆的銳面應迎着(zhe)流體的方向,以确(que)保孔闆的方向安(an)裝🧑🏽‍🤝‍🧑🏻正确。
(2)孔闆的前(qian)端面與管段軸線(xiàn)應保證垂直,最大(da)傾斜度💜應小于1度(du)。
(3)若工作環境的測(ce)量精度要求較高(gao),爲了提高測量的(de)😘精💋度🔴，建議标準孔(kǒng)闆前後的直管段(duàn)應盡量采用标準(zhǔn)✏️直管🍓段,然後再與(yu)主管道聯接。
(4)新安(ān)裝的管道在安裝(zhuang)孔闆前,應對管道(dao)進行沖洗🍓和掃線(xiàn)操作,從而避免掃(sao)線時損傷孔闆的(de)銳面,且管道内的(de)雜物💜在孔💋闆前後(hou)堆積也會降低測(cè)量的精度。
(5)孔闆在(zai)使用過程中,由于(yu)受被測量介質溫(wēn)度的影響,其自身(shēn)會🚶‍♀️産生線膨脹,爲(wèi)了保證其端面的(de)平面度和對軸線(xian)垂🔴直度😄,在安🔞裝過(guò)程中,要考慮其工(gong)作過程時的自由(yóu)伸縮性。
(6)孔闆的密(mi)封墊片不能伸入(rù)管道中,應盡量薄(bao)，一般厚度應小📧于(yú)0.03D。
2.3孔闆入口邊緣磨(mo)損引起的誤差
　　标(biao)準孔闆在使用過(guò)程中，被測量介質(zhi)對孔闆的沖刷腐(fǔ)蝕往🏃‍♀️往會造成測(ce)量裝置的幾何形(xíng)狀和尺寸産生不(bu)同程度🔞的變☔化。長(zhǎng)😘期使用後,孔闆邊(biān)緣的銳角會變🈲鈍(dun),在相同體積🛀🏻的被(bei)測量介質經過時(shi)所産生的壓差△p将(jiāng)變小，标準孔闆的(de)示值會偏低,從而(ér)引🌐起測量誤差,爲(wèi)了保證測量的精(jing)度，應定期對孔闆(pǎn)進行校驗，清洗☁️，以(yǐ)減小對孔闆的沖(chòng)蝕和污物🈲堆積🍉。
2.4引(yǐn)壓管路安裝不當(dāng)引起的測量誤差(cha)
　　引壓管路應垂直(zhi)或傾斜安裝，其傾(qing)斜度應大于1:12,在引(yin)壓管路的安裝過(guo)程中,應保證彎曲(qǔ)處圓滑過渡,彎曲(qu)半徑應大于引壓(yā)管🔞外徑的5倍，在測(ce)量不同的介質時(shí),引壓管的長度和(hé)内徑要符合安裝(zhuāng)規定的要求。
2.5引壓(yā)管路堵塞引起的(de)測量誤差
　　标準孔(kong)闆在使用過程中(zhong),要保證其引壓管(guan)暢通,避免堵塞,放(fàng)空閥、三閥組.腰式(shì)法蘭及連接件的(de)密封性能應保☀️證(zhèng)處于良好狀态,不(bu)能有洩漏。爲了減(jian)少此類誤差，平時(shi)應加強管理.提高(gao)操作人員的素質(zhi),在使用過👉程中,操(cao)作人員應做好系(xì)統的檢修.維護和(he)保養工作,延長其(qi)使用壽命,從而減(jian)🚶‍♀️小測量誤差✍️的産(chǎn)生。
3結語
　　使用孔闆(pǎn)差壓式流量計測(cè)量水蒸氣的流量(liàng)涉及一系列的問(wen)題,包括檢測裝置(zhì)、顯示裝置.前後直(zhí)管段以及輔♋助設(she)備等,要保證水蒸(zhēng)氣流量測量的精(jing)度,必須做到合💋理(li)選型，正确安裝與(yu)調試，及時維護與(yǔ)保養,并對測量部(bu)分可能引人的誤(wù)差進行适當✍️的補(bǔ)償和校正。因爲在(zài)使用過程中,當流(liú)量和壓力波動較(jiao)大時,從流量系數(shù)與流東膨脹系數(shù)所引人的系統誤(wu)差較大,另外孔闆(pǎn)長期運行後銳角(jiǎo)會變鈍、幾何尺寸(cun)會發生變化,系統(tǒng)的測量精度就會(huì)下🐉降,有時甚至無(wu)法進行正常測量(liang)，所以平時應加強(qiáng)管理,盡量減小測(ce)量誤差的産生。

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