流量計:蒸汽流量計|污水流量計|明渠式流量計|電磁流量計|靶式流量計|渦街|渦輪|流量積算儀

精信測器

 

8.2可膨脹性系數的自動校正

差壓式流量計(孔板、噴嘴、文丘里管等)在用來測氣體和蒸汽流量時,流體流過節流裝置,在節流件兩邊都要產生一定的差壓,節流件的下游靜壓降低,因而出現流束膨脹,;流束的這種膨脹使得節流裝置的輸出(差壓)-輸入(流量)關系同不可壓縮流體之間存在一定的偏差,如果不對這種偏差進行校正將會導致流量示值偏高千分之幾到百分之幾,在 均較大的情況下甚至可高達10%,可膨脹性系數(expansibility  factor) 就是為修正此偏差而引入的變量。

   此變量有節流件上游可膨脹性系數 1和節流件下游可膨脹性系數 2之分,在流量表達式中若用 、則流體密度必須采用上游流體密度 ,如式(3.1)所示;若用 ,則必須采用下游流體密度 ,如式(3.20)所示。節流件上游的可膨脹性系數和節流件下游的可膨脹性系數之間的關系如式(3.21)所示。

式(3.20)和式(3.1)是等價的,這在第3.1.5中已經作了分析。在實際應用中較多地使用 1,因為相關的壓力測量也較多地使用節流件上游取壓口平面上的參數。

孔板的 1值是用實驗方法確定的,這是一項嚴格而復雜的測試工作。只有在測得流量系數 的基礎上,用不同氣體,在不同的工作壓力下才能測得?紤]到流體的可壓縮性,對給定的節流裝置利用可壓縮流體(氣體)進行標定時,由式(8.7)可求得 值,該值取決于雷諾數、差壓值和氣體等熵指數。式中流出系數C為在相同雷諾數、用液體直接標定而確定的數值,因此可膨脹性系數為由式(8.8)所確定的一個系數。

                                               (8.7)

                                                  (8.8)

式中    C——流出系數;

         qm——質量流量;

         ——直徑比,d/D;

         d——節流件開孔直徑;

         ——差壓;

         ——節流件上游取壓口平面上的密度。

當流體是不可壓縮流體時, 等于1;當流體是可壓縮流體時, 小于1。

公式(8.8)使用起來還不夠方便,研究者提出了不少經驗公式,ISO5167和GB/T 2624-1993中給出的孔板的 值對于角接取壓法、法蘭取壓法D-D/2取壓法使用同一個經驗公式計算,即

                                         (8.9)

式中  ——等熵指數;

      ——節流件上游取壓口平面上的絕對靜壓;

其余符號的意義同式(8.8)。

此公式僅在 0.75時才適用。

該公式是根據空氣、水蒸氣和天然氣的試驗結果得出的,已知等熵指數的其他氣體和蒸汽可參照使用。

流量在一定的范圍內變化時,差壓 相應變化,而設計計算時只是假定 是個常數 ,為了對這個假定可能引入的誤差進行校正,引入了一個可膨脹性系數校正系數,即

                                                       (8.10)

式中     ——可膨脹性系數校正系數;

         * ——實際可膨脹性系數;

         * ——設計計算時可膨脹性系數。

使用式(8.9)計算當前可膨脹性系數一般在流量二次表內進行。將孔板計算書中的 寫入菜單中的指定窗口, 則由流量二次表的壓力輸入信號計算得到。而 由流量二次表的差壓輸入信號按下式計算得到。

                                                    (8.11)

式中    Ai——差壓輸入信號,0~1;

        ——差壓上限值。

   以及 值也可由孔板計算書得到,寫入流量二次表菜單的指定窗口,儀表運行后,按式(8.9)計算得到當前的 值,然后代入式(8.10)計算 。

表8.4所列為第8.1節中的一臺蒸汽流量計各流量點的 值和相應的 值,主要是要說明流量在較大范圍內變化時, 變化顯著,進行 的在線計算和自動校正很有必要。

                      表8.4  各點

10

0.999805183

1.01967

60

0.992986592

1.01272

20

0.999220732

1.01907

70

0.990453973

1.01013

30

0.998246648

1.01808

80

0.987531720

1.00715

40

0.996882930

1.01669

90

0.984219833

1.00378

50

0.995129578

1.01490

100

0.980518313

1.00000

噴嘴和文丘里管的 與孔板的 值不同,它是用熱力學通用能量方程計算出來的,詳細情況請參閱參考文獻[2]。

 

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