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若何扩年夜孔板流量计的范围度是很多研究者摸索的科目

作者: 来源: 公布时候:2018-03-02 11:14:56

摘 要 在介绍了孔板流量计的汗青状况和新的停顿的根本上指出,自从引入徽机技术今后,孔板流量计的技术程度获得了进步,表示在年夜幅度进步了精度和引入完美的修改技术,使该产品的流量范围扩年夜到1:0 1。文中还枚举了设想示例。
    差压式流量计是目前利用zui遍及的流量仪表,具有布局简朴,制造容易,装置、利用和维修都很便利,可靠性高档长处:它有悠长的利用汗青和可靠的尝试数据,只需遵循国度标准计较、加工制造,标准节流装配无需进行实流标定,就可以获得较高的测量精度。
    但是,因为节流装配输入的差压旌旗灯号,经开方后才与流量成正比关系和流出系数受雷诺数等身分影响,使得流量范围度的进步遭到限制,因此扩年夜孔板流量计的范围度就成了很多研究者的研究内容。

一、汗青状况:
   在孔板流量计中,流量与自变量之间的关系可用下式表示:

2.jpg


   P1—节流装配人口端流体密度    式(1)中,d和a都是肯定值。在测量过程中,P}可能有转变,可以经由过程密度赔偿的体例进行切确地修改。如果C和。也是常数,则孔板的输入旌旗灯号差压却就可以切确地代表流量。差压由差压计测量,初期的差压计是机器式(精确度一般可达1.5%)和蔼动式(精确度通常是1% ),精度都不高。并且因为差压旌旗灯号的平方根才与流量成正比关系。以精度为1.0%的差压计进行阐发,在流量为30% F5时,差压值只为差压下限的9%,按GB/T2624一习3中不肯定度预算体例可知,该测量点差压测量的不肯定度为流量侧量值的士3.7%,即

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   式中—精度品级明显,旌旗灯号小于30%时,不肯定度更年夜,不宜利用。    实际上,式(1)中的C和:并不是是常数,对流体为气体和蒸汽而言,C和。是跟着流量的不合而转变的,鄙人面的举例中,列出了各个流量相对值所对应的C和。值。
   在传统的孔板流量计中,要对C和。进行修改是坚苦的,为了减小C的影响,常常采取下面的办法: 
   ①将差压下限仰~尽可能获得年夜一些,从而使R小一些;
   ②减少管径,进步流速,从而使节流装配在较高雷诺数前提下利用;
   ③限定流量计的利用下限(连络差压计精度的束缚前提,一般测量下限不低于2s% >,因为流量越低,雷诺数越小,c与常常利用流出系数c~的差别越年夜:在文献中,因为c的在线修改难以实施,所以在设想节流装配时设法将流量测量下限对应的c和C。之间的偏差规定为<0.5%一2一,如许就产生了老版本节流
  装配设想手册中的m =.f(Reo)边界雷诺数图至于:修改,修改公式早已趋于完美,但在机器式差压计和别的摹拟仪表中,要实施这类赔偿极其坚苦。

2、新的停顿:
   1.差压计精度获得年夜幅度进步    自从微机技术惹人仪表后,孔板流量计的技术程度获得了新的进步:比方我国三畅仪表的流量计、日本山武一霍僧韦尔公司生产的SI3000智能差压变送器,具有0.1级的精度,并且开平方后,仍然保持0. 1级的精度,因为开平方运算是由差压变送器中的单片机完成的。按式(2)的计较体例,在流量为lOclc FS时,其差压测量的不肯定度为流量测量值的3.310,即
 

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   2.引入完美的修改技术   
   (1)流出系数C的修改   
   为了包管lOC/eFS流量测量点的测量精度,还必须将流量公式中当作常数而实际上有一些转变的身分予以修改。国度标准GB/T 2624-93(流量测量节流装配用孔板、喷嘴和文丘里管测量充满圆管的流体流量》为流出系数C的修改供应了合用的体例。鄙人面的例子中,在全部流量测量范围内选10个典范测量点qn,并计较出各点的雷诺数,查表获得各点的C值,然后用式(3)计较出各点的C修改系数凡:


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   式中Cn—各典范测量点流出系数      CO—流量计满度流出系数然后,将两组数据填人FC6000型智能流量演算器的菜单第55一74项,由计较机完成修改,对9i一9 io以外的各点采取线性内插法获得凡0   
   (2)修改   
   修改在计较机中也是容易实现。在FC6000智能仪表中,按照ISO 5167规定,三种取压体例的:计较采取式(4)::=1一(0. 41+0.353')。  (4)式中如—以后孔板输入差压P}  忙孔板入口端流体压力(气体)流体等墒指数由此计较成果并按式(5)获得流束收缩系数的修改系数凡:
  

6.jpg

   式中。d—设想状况气体流束收缩系数    详细操纵时,将R"JPY"Pi,k和。‘填入菜单,经由过程面板操纵写人FC6001〕的内存中,仪表每个采样周期将采得的差压旌旗灯号(相对值)与如~相乘获得如,进而计较出:和长.并在副数据第09项中显现出来二下面举例中的长就是从FC600}0中调出的数据。   
   (3)密度P,的修改    在被测流体为气体或蒸汽时,Pi的修改是极其首要的。在FC6000中,水蒸气的密度是将密度表装人内存,经由过程查表可以精确地获得Pi值,对差压式流量计,按下式进行密度修改:
 

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   式中KP—密度修改系数      Pd—设想状况介质密度    (4)紧缩系数Z的修改    对一般气体来讲,Z偶然不为1,所以FC6000中惹人了Z的修改。

3、流量测量总不肯定度的会商:
   孔板流量计总不肯定度,GB/T 2624-93保举采取下式预算:

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   在本例中,    ①式(7中的较前项是流出系数惹人的不肯定度预算。因为c已进行雷诺数修改,所以遵循GB/T2624-93规定,取灸/C=土0. 6}c    ②第二项为。不肯定度影响预算,因为。已进行在线修改,故sE/:忽视不计。    ③第三项为管道内径实际尺寸偏离设想值惹人的不肯定度预算,因为前后直管管道内壁经幢削加工,故管径偏差影响忽视不计。    ④第六项是流体密度偏离设想值惹人的不肯定度预算。因为P;已进行在线赔偿,并且赔偿精度较高,故此项也可忽视不计:
   ⑤第四项是孔板开孔直径尺寸偏离设想值惹人的不肯定度预算。按照有关标准,取兔/d= 10.07%,当月= 0. 5时,第四项为(0.15%    ⑥第五项是差压变送器惹人的不肯定度预算。在10% F5测量点,按前面的计较得:


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   换算到援引偏差即为士0. 336% FS}    ⑦除上述各项以外,还得考虑流量二次仪表的不肯定度。按照上海宝科主动化仪表研究所申明书,F'C6000型智能流量演算器偏差限为土0. 2%巧,按均方差体例计较体系不肯定度为:


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   明显,如许年夜的不肯定度是可以接管的。

4、设想举例:
   1.已知前提被测流体称呼:饱和水蒸气zui年夜流量:qmm} = 1. 750 zui小流量:qmrsmi = 0. 175 事情压力:p, = 6. 906 6 x lOSPa事情温度:t,二170事情状况下被测流体相对湿度:t} = 0"/c本地年夜气压:pa = 101. 33kPa20℃时管道内径:D= 150mm管道材质:}Oa钢差压计差压下限:却~= 40kPa节流装配的取压体例:角接取压管道材质的线收缩系数:ap=12.3x10/孔板材质的线收缩系数:ad二16 x 10-6/}2.求孔板开孔直径d(1)事情状况下管道内径    D=Due[ 1+aD(ti一20)150 x〔1+12. 3 x 10一“x (170一20)〕=150. 28 ( mm )(2)事情状况下水蒸气的粘度:p=14. 97 x 10一6(3)事情状况下水蒸气的密度:P=4.123k岁m(4)事情状况下水蒸气的等嫡指数:
 

11.jpg

    3.求各典范测f点流出系数的修改系数凡和收缩系数的修改系数凡(1)按式(8)计较各典范测量点雷诺数;
    (2)按式(11)中的a值和各典范测量点雷诺数,别离代人式(1o>,获得各点C,并按式(3)计较凡;    (3)将各典范测量点对应的差压如别离代入式(4)获得各点。值,并按式(5)计较人。    以上计较成果列于表1.


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5、结束语:
   ①在孔板流量计中,因为差压计精度的进步和智能流量仪表对限制孔板流量计范围度扩年夜的几个身分的精确的修改,不但能年夜幅度进步流量测量的精确度,并且能使范围度扩年夜到10:10。
   ②C和的实际修改系数表白,进行这两项修改是需求的。如果不进行修改,流量为30 % FS时,示值将会产生一1.95%(读数)的偏差。流量为10 % FS时,示值将会产生一2.4%(读数)的偏差。
   ③用上述体例建设的孔板流量计20多套,在现场运行两年多,不变可靠,毛病率很低,计量精度高,并且操纵利用和保护都很便利,收到杰出结果。

 

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