摘要(yào):以差壓流量計(jì) 的選型計算，主(zhu)要針對 孔闆流(liú)量計 進行并解(jiě)讀了相關的國(guo)家标準,運用VC++軟(ruǎn)件作爲程序開(kāi)發的工☁️具,以實(shi)際工程爲例,探(tàn)索了孔闆流量(liàng)計的孔闆直徑(jìng)、直徑比等标準(zhun)計算方法與軟(ruan)件計算方法。本(běn)文解決了在☀️項(xiàng)目中，用于孔闆(pǎn)流量計采㊙️辦的(de)文件如數據表(biao)和孔闆流量計(ji)計算書等,需要(yào)對孔闆的規格(ge)和尺寸進行初(chū)步計算🎯,确定孔(kong)闆的孔徑、直徑(jing)比等參數的問(wèn)題。将🧑🏾‍🤝‍🧑🏼繁瑣的計(jì)算變🐉得方便可(kě)行,計算程序簡(jian)練,節省人工時(shí)間,且結果較爲(wèi)正确确,方便需(xu)要采㊙️取專用的(de)計算軟件數據(ju)表中👄的工藝參(can)數等進行校核(hé)檢驗,完成了一(yī)套孔闆流量計(ji)的選型計算的(de)程序。
　　差壓流量(liàng)計是一種測定(dìng)流量的儀器。它(tā)是利用流🤩體流(liú)經節流🔴裝置時(shí)所産生的壓力(li)差與流量之間(jian)存在的一定關(guan)系的原理,流量(liang)的測定通過測(cè)量壓差來實現(xiàn)。在石☀️油、化工、供(gong)熱、供水、冶金、電(dian)力等領域📧的測(ce)量和過程控制(zhì)都有廣泛的應(yīng)用。流量儀表的(de)🈲兩個功用,在過(guò)程自動化儀表(biao)與裝置中分别(bie)是:測量物料數(shù)量的總量表和(hé)過程自動化控(kòng)制系統的檢測(ce)儀表。節流裝置(zhì)的有孔闆、噴嘴(zuǐ)和文丘裏管,它(ta)是在管道中安(ān)裝的一個局部(bù)收縮的元件。本(ben)文将主要介紹(shào)孔闆流量計的(de)選型計算與程(cheng)序開發。孔💜闆流(liu)量計可測量氣(qi)體、液體、蒸汽及(jí)天然氣的流量(liàng)。孔闆流量計被(bei)廣泛應用🚶‍♀️于煤(mei)炭、化工、建築、交(jiāo)通、醫☔.藥、農業、輕(qing)紡、食品環境保(bǎo)護及💁人🚶‍♀️類生活(huo)的各個所需領(lǐng)域,是發展工業(yè)及農業生産,能(neng)源節🐕約,産品質(zhì)量改進，經濟效(xiào)益提升和管理(lǐ)水平提升的重(zhong)要工㊙️具,在國民(mín)經濟中占有十(shí)分顯著的地位(wei)。
　　孔闆流量計流(liú)裝置的結構比(bi)較簡單,性能可(ke)靠穩🆚定,并且十(shi)分牢固,價格較(jiào)低,使用壽命長(zhǎng),在工業中經常(chang)用到孔闆流量(liang)計,并能經過嚴(yan)格的校驗檢測(cè),整個加工過程(cheng)均采用國際标(biāo)準。孔闆流量計(ji)由于🚶‍♀️流速增加(jia)可以使靜壓力(li)變低,壓差即在(zai)🏃節流件前㊙️後便(bian)産生了壓力降(jiàng),在節流件前後(hou)産生的壓差由(yóu)于介質流動的(de)流量增大而增(zeng)大，因此，通過測(ce)量壓♻️差來衡量(liang)流體流量的大(dà)小孔闆流量計(jì)是可以達到的(de)。這種測量方法(fa)♊是根據流動連(lian)續💋性定律和能(néng)🤟量守恒守恒定(ding)律爲基♻️正确定(ding)的。
　　孔闆流量計(jì)的節流件前後(hòu)産生的靜壓力(lì)差,該壓力差與(yǔ)流量☎️存在着一(yi)定的函數關系(xi),流量越大,壓♈力(lì)差相應越大。差(chà)壓信号傳送給(gei) 差壓變送器 ,轉(zhuan)換成4~20mA.DC模拟信号(hao)輸出,遠轉給流(liu)量計算儀,實現(xian)流體流量🎯的計(jì)量。 質量型流量(liang)計 ,經過 智能型(xíng)差壓變送器 ,自(zì)動補償工況溫(wen)/壓後,實現對流(liú)體質量流量的(de)測🐕量。
　　在設計項(xiàng)目中如數據表(biao)和孔闆流量計(jì)算書等文件用(yòng)于孔闆流量計(jì)的采辦,需要對(dui)孔闆的規格和(he)尺寸進行初步(bù)計算㊙️,确定孔闆(pan)的孔徑、直徑比(bi)等參數。其計算(suan)過程較爲複🔴雜(zá),通過人工計算(suan)費時費力,且難(nán)以得到正确的(de)🐕結果,需要采取(qǔ)專用的計算軟(ruan)🔴件。基于如上☀️考(kao)慮,本文解讀了(le)GB/T2624.2-2006對孔闆♻️流量計(jì)進行🔞計算選型(xíng)的✌️方法,并通過(guò)VC++語言💋進行編程(cheng),完成💋了一套孔(kong)闆流量計的選(xuan)型計算的,取得(dé)了令人滿意的(de)結果。
1孔闆流量(liang)計的計算方法(fǎ)
1.1孔闆流量計原(yuán)理
　　如圖1所示流(liú)體流經節流元(yuan)件時的壓力、速(sù)度變化情況。從(cong)圖中可見,沿水(shui)平管靠近流動(dong)到節流元件前(qián)的截面1處的☂️流(liu)體,流束開始收(shou)縮,靠近管壁處(chu)的流體将向管(guan)道中心加速,而(er)管道中心處流(liú)體的壓力開始(shi)下降。由于慣性(xìng)作用,流束的最(zui)小截面位置🏃‍♂️不(bu)在節流元件處(chù)由于流體流過(guo)節流元件後流(liú)束繼續收縮的(de)原🔴因,而在節流(liú)元件後的截面(mian)2處(此位置随流(liu)量大小而變)，此(cǐ)處💃🏻流體平均流(liu)速U2最大,壓力p2最(zui)低。截面2後,流束(shu).逐💯漸擴大。在截(jie)面3處,流體速度(dù)Uz恢複到節流前(qian)的速度U1(U3=U1),流束又(you)充✌️滿管道。壓力(lì)P3不⚽能恢複到原(yuán)來的數值p1,由于(yu)流體流經節流(liu)元件時會産生(shēng)漩渦以及鹽城(cheng)的摩擦阻🙇‍♀️力等(deng)會造成能量損(sǔn)失的原因,P1與p3的(de)差值δp=p1-ps稱爲流☀️體(ti)流🤩經節流元件(jiàn)的壓力損失。
 
1.2節(jie)流裝置設計計(ji)算分類
　　孔闆流(liu)量計的設計與(yu)制造主要參照(zhao)以下标準:ISO5167Measurementoffluidflow-DifferentialPressureDevices,2003/GB/T2624用安(an)裝在工程項目(mù)設計中,需要根(gēn)據孔闆流量計(ji)所安裝的管道(dào)等級,以及工藝(yi)專業提供的不(bu)同工況下的流(liu)量,對孔闆流量(liang)計進行選型,同(tong)時計算孔闆的(de)孔徑以及Beta系數(shù)。
1.3孔闆流量計孔(kǒng)徑計算方法
　　一(yī)次裝置安裝在(zai)充滿流體的管(guǎn)線中确立爲測(cè)量🌈原理💜,裝人一(yi)次裝置後裝置(zhi)的.上遊側與喉(hou)部或下🐉遊側之(zhi)間産生一個㊙️靜(jing)壓差。假設該裝(zhuang)置與經過校準(zhǔn)的一👈個裝置幾(jǐ)何相似且使用(yong)條件相同,據該(gai)壓㊙️差的實測🐅值(zhí)和流動流體的(de)特性以及裝置(zhì)的使用㊙️環境,從(cong)而确💜定流量。
1.3.1流(liu)量計算
　　GB/T2624裏規定(dìng)的不确定度限(xiàn)值,質量流量差(cha)壓的關系符合(he),因此流量✂️公式(shi)可用以下公式(shi)确定。
 
式中:qm-質量(liang)流量,kg/s;
9v-體積流量(liang),m³/s;
C-流出系數;
Ɛ-可膨(péng)脹系數;
β-直徑比(bi),β=d/D;
d-節流件開孔直(zhi)徑,m;
D-管道内徑,m;
ρ1-被(bèi)測流體密度,kg/m³;
△p-壓(ya)差,Pa。
1.3.2節流裝置開(kai)孔直徑d和管道(dào)内徑D計算式
d=d20[1+λd(t-20)](3)
D=D20[1+λd(t-20)](4)
式(shì)中:d20-20℃下節流元件(jian)開孔直徑;
D20-20℃下管(guan)道内徑;
λd一節流(liú)材料膨脹系數(shu);
λD一管道材料膨(peng)脹系數。
1.3.3流出系(xi)數計算式
　　C爲不(bu)可壓縮流體确(què)定的表示通過(guo)裝置的實際流(liu)量與🏒理論流量(liang)之間關系的系(xì)數,對于給定安(ān)裝條😍件下的給(gěi)定一🧡次裝✏️置,流(liú)出系數僅與雷(léi)諾數有關。由下(xia)式表示:
 
　　可膨脹(zhàng)系數ε取決于雷(léi)諾數值,也取決(jué)于氣體的壓力(li)比和等熵指數(shù)值。
　　表示這些變(bian)化的方法是以(yi)膨脹性(膨脹)系(xi)數乘一次裝👨‍❤️‍👨置(zhi)的👌流出系數C。流(liú)出系數利用雷(léi)諾數值相同🙇‍♀️的(de)液體直🤞接校準(zhǔn)後🐆确定。
　　當流體(tǐ)不可壓縮時(液(yè)體),ε等于1,當流體(tǐ)可壓縮時(氣體(ti)),ε小于1。
　　事實表明(míng)ε實際上與雷諾(nuo)數無關。對于給(gei)定一次裝🐕置的(de)🐕給定🛀🏻直徑比,ε隻(zhi)取決于壓力比(bi)和等熵指數，因(yīn)此本法是可行(háng)的。
當直接計算(suàn)法不能解題時(shi),需要采用叠代(dai)計算法。
　　以孔闆(pǎn)爲例,始終需要(yao)叠代計算法來(lái)計算。原則是把(ba)基本.流量方程(chéng)中所有--緻的值(zhi)重新組合在一(yī)個🐇項内👨‍❤️‍👨,而将未(wèi)知的值組合在(zai)一項内。
　　把已知(zhi)數組合在方程(cheng)的一邊,将未知(zhi)數放在方程的(de)另一邊。
 
(2)計算β1:由(yóu)β0、k、△代入ε公式計算(suan)ε0;由β0、ReD、D代人C公式計(ji)算C0;由C0、ε0、A2代入β公式(shi)計算B0.
(3)計算β2:由β1、k、△代(dai)入ε公式計算ε1;由(yóu)β0.ReD、D代人C公式計算(suàn)C1;由C1、ε1、A2代入β公式計(jì)算β2。
若滿足βn-βn-1<E(一般(bān)E=0.0001),叠代可停止,通(tong)常進行2~3次叠代(dai)即可。
2孔闆流量(liàng)計計算程序開(kai)發
　　利用VC++語言将(jiang)上述标準中的(de)計算公式進行(hang)編程,開發出🏃‍♀️一(yi)套孔闆流量計(ji)關鍵參數計算(suan)工具。通過計算(suàn)工具得📞出孔🧑🏾‍🤝‍🧑🏼.闆(pǎn)流量計中孔徑(jing)和直徑比等數(shu)值的計算🏃‍♂️結果(guǒ),并與實際項目(mu)中的計算值進(jin)行對比，以驗證(zhèng)計算工具的正(zheng)确率。
2.1計算流程(chéng)
　　打開軟件,輸入(ru)孔闆流量計相(xiang)關已知條件,黃(huáng)色框内爲🛀必填(tián)數據(管道膨脹(zhang)系數、孔闆膨脹(zhang)系數、管道内徑(jing)、正常👌流量工況(kuang)流量、最大流量(liang)工況流量、密度(du)、操作黏度、最大(dà)差壓等重要工(gōng)藝參數)。程序計(ji)算出操作工況(kuang)下管道内👌徑,根(gēn)據最大差壓值(zhi)計算出正常流(liú)量工況下的對(duì)應的😄差壓值。根(gēn)據叠代計算法(fa)💚.原把基本流量(liàng)方程中所有-緻(zhì)的值重新組合(he)在一個項内,而(er)将未知的值組(zu)合在一項内,計(jì)算出A2。根據流量(liàng)計算式确定直(zhi)✨徑比公式,進行(hang)叠👣代計算。直至(zhi)🌈直徑比之差小(xiao)于0.0001,根據直徑比(bǐ)計算孔徑以及(ji)其他參數,否則(zé)繼續進行叠代(dai)✏️計算。
2.2程序界面(miàn)
　　根據某項目孔(kong)闆闆流量計數(shu)據表,輸人孔闆(pan)流量🐅計相關已(yi)知條件,黃色框(kuàng)内爲必填數據(jù):管道膨脹系數(shù)、孔闆膨脹系數(shù)👌、管道🈲内徑、正常(cháng)流量工況流量(liàng)、最大流量工況(kuang)流量、密度、操作(zuo)🈲黏度、最大差壓(ya)。程序界面如圖(tú)2。
 
2.3計算結果輸出(chū)及結果對比分(fen)析
　　點擊計算,得(dé)到直徑比、流量(liang)系數、膨脹系數(shù)、計算孔徑等數(shù)值的計算結果(guo)。輸出結果報告(gào),将計算工具的(de)計🏒算結果與手(shou)動計算♍值進行(háng)對比,結果如表(biao)1所示。
 
　　計算工具(ju)輸出結果與手(shǒu)動計算值基本(ben)接近,說明計算(suàn)工具.正确率較(jiao)高。此程序可以(yi)得到應用。
4結論(lùn)
　　本文運用國家(jia)标準計算方法(fa),以解決設計項(xiang)目中孔闆流♋量(liàng)計選型與計算(suàn)完成數據表、計(ji)算書的編制工(gong)作爲目标，以實(shi)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼際項目爲研究(jiu)對象,解讀了GB/T2624.2-2006對(duì)孔闆流量計進(jin)行計算選型的(de)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼方法,并通過VC++語(yu)言進行編程,完(wan)成了一-套孔闆(pan)流量🔞計的選型(xing)計算,分析程序(xù)結果與實際項(xiàng)目中孔闆流量(liàng)計🔴數據表的結(jie)果一緻性高,精(jīng)度高。證明此程(cheng)序的編制至實(shi)現且功能可靠(kào)。
　　較正确完成了(le)孔闆的規格和(he)尺寸進行初步(bù)計算,确定孔💞闆(pan)的孔徑、直徑比(bǐ)等參數的問題(ti)。将繁瑣的計算(suan)變得方便可行(háng)，計算程序簡練(liàn),節省人工時間(jian),且結果🔞較爲正(zhèng)确,方便需要采(cǎi)取專用的計算(suàn)軟件🤞數據表中(zhong)的工藝參🛀🏻數等(děng)進行校核檢驗(yan)❌,爲氣電集團技(jì)術研發中心節(jie)約了‼️成本。
　　但在(zai)運用程序開發(fa)得出軟件計算(suàn)孔闆流量計選(xuan)型的結果與實(shi)際項目中的孔(kǒng)闆流量計選型(xíng)結果💰對比,存在(zai)一定偏差。下一(yi)步将針對程序(xu)結果的正确率(lǜ),對編程進行進(jìn)一步修訂。另外(wai)，爲提高程序的(de)功能性,不僅可(ke)實現液體介質(zhì)下孔闆流量計(jì)選型結果,還将(jiang)優化程序,實現(xian)氣體介質下的(de)孔闆流量計的(de)選型計算。

本文(wen)來源于網絡,如(ru)有侵權聯系即(jí)删除！