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孔板流量计测量自然气质量流量不肯定度阐发

作者: 来源: 公布时候:2021-02-26 08:55:14

 【摘 要】孔板流量计属于标准型节流式差压流量计,根据其测量自然气质量流量计较公式可推知孔板流量计质量流量测量的不肯定度来源于六个方面:流出系数的不肯定度、可收缩性系数的不肯定度、测量管内径的不肯定度、孔板开孔直径的不肯定度、差压测量的不肯定度、自然气密度测量的不肯定度。

弁言

跟着自然气产业的不竭生长和自然气市场的不竭拓宽,人们对商品自然气计量技术的研究和生长更加正视。石油自然气行业采取孔板流量计作贸易计量的约占95%以上,其计量机能直接影响到企业的经济效益和用户的好处。是以,对孔板流量计测量自然气质量流量的不肯定度进行详确的阐发就变得尤其首要。

1 孔板流量计测量自然气流量道理和计较公式

1.1 测量道理

孔板流量计是由标准孔板、差压变送器、压力变送器、温度变送器及流量计较机配套构成的差压流量装配,可测量气体、蒸汽、液体流量,具有布局简朴,维修便利,机能不变,利用可靠等特性。

自然气流经孔板时,流束在孔板处构成部分收缩,从而使流速增加,静压力降落,在孔板前后产生静压力差(差压),自然气的流速越年夜,孔板前后产生的差压也越年夜,从而可经由过程测量差压来衡量流过孔板的自然气流量年夜小。这类测量流量的体例是以能量守恒定律和活动持续性方程为根本的。

1.2 质量流量计较公式

自然气质量流量计较公式如式(1):

孔板流量计测量天然气质量流量不确定度分析

式中:q m——质量流量;C ——流出系数;ε——可收缩性系数;?p——差压;ρ1——自然气在操纵前提下上游取压孔处的密度;β——直径比,β = dD ;d——操纵前提下孔板开孔直径;D——操纵前提下上上游测量管内径。

2 不肯定度阐发

自然气质量流量测量不肯定度按式(2)预算:

天然气质量流量测量不确定度按式(2)

式中:δC/C ——流出系数的不肯定度;δε/ε——可收缩性系数的不肯定度;δ D/D ——测量管内径的不肯定度;δ d/d ——孔板开孔直径的不肯定度;δ?p/?p——差压测量的不肯定度;δρ1/ρ1——自然气密度测量的不肯定度。

2.1 流出系数的不肯定度

当0.1≤β<0.2时,其值为(0.7-β)%; 当0.2≤β<0.6时,其值为0.5%; 当0.6≤β≤0.75时,其值为(1.667β-0.5)%; 当D<71.12mm,应附加0.9(0.75-β)(2.8-D/25.4)%的不肯定度(D取mm);

当β>0.5且ReD<10000时,应附加0.5%的不肯定度。

2.2 可收缩性系数的不肯定度其值为3.5

?p κP1 %。

2.3 测量管内径的不肯定度

其值为0.4%。

2.4 孔板开孔直径的不肯定度

其值为0.07%。

2.5 差压测量的不肯定度

当相信概率为95%时,差压测量的不肯定度按式(3)预算:

差压测量的不确定度

式中:ξ?p——差压仪表的精确度品级;?pk——差压仪表的量程;?pi——差压测量点。

2.6 自然气密度测量的不肯定度

自然气密度可以用自然气密度计装置于计量点上在线实测,也能够按照呼应平面处的静压、温度等特性子料进行计较。目前海内遍及采取后一种体例,按式(4)计较:

公式4

式中:Ma——干氛围的摩尔质量;R——通用气体常数;Za——干氛围在标准参比前提下的紧缩因子;Zn——自然气在标准参比前提下的紧缩因子;P1——自然气在操纵前提下上游取压孔处的绝对静压;T1——自然气在操纵前提下的热力学温度;Z1——自然气在操纵前提下的紧缩因子;Gr

——自然气的实在相对密度。

假定MaZn/RZa为定值,偏差可忽视不计,则自然气密度测量的不肯定度按式(5)预算

 

密度测量的不确定度按式(5)估算

 

式中: δ P1/P1 ——自然气在操纵前提下上游取压孔处绝对压力测量的不肯定度; δT1/T1 ——自然气在操纵前提下热力学温度测量的不肯定度; δ Z1/Z1——自然气紧缩因子测量的不肯定度; δGr/Gr——自然气相对密度测量的不肯定度。

(1)自然气在操纵前提下上游取压孔处绝对压力测量的不肯定度当相信概率为95%时,自然气在操纵前提下上游取压孔处绝对压力测量的不肯定度按式(6)预算:

取压孔处绝对压力测量的不确定度

式中:ξp——压力仪表的精确度品级;pk——压力仪表的量程;Pi——绝对压力测量点,按式(7)计较:

Pi+pi+Pa (7)

式中:pi——表压力测量点;Pa——本地年夜气压。对组合测量仪表应按组合测量不肯定度求解。

(2)自然气在操纵前提下热力学温度测量的不肯定度

当相信概率为95%时,自然气在操纵前提下热力学温度测量的不肯定度按式(8)预算:

取压孔处绝对压力测量的不确定度

式中:ξt——温度仪表精确度品级;tk——温度仪表的量程;Ti——热力学温度测量点,按式(9)计较:

Ti=ti+273.15 (9)

对组合测量仪表应按组合测量不肯定度求解。

(3)自然气紧缩因子测量的不肯定度

自然气紧缩因子按AGA NX-19计较,其测量不肯定度为0.5%;按GB/T 17747.2-2011或GB/T 17747.3-2011计较,其测量不肯定度为0.1%。 (4)自然气相对密度测量的不肯定度取0.3%。

3 不肯定度计较实例

已知某孔板流量计测量参数以下:

孔板开孔直径d=45mm;

上游测量管内径D=200mm;

差压?p=20kPa;

自然气在操纵前提下上游取压孔处的表压p i=1.2 MPa;

本地年夜气压Pa=0.101325MPa;

自然气在操纵前提下的温度ti=30℃;

差压仪表精确度品级0.2%,量程60kPa;

压力仪表精确度品级0.2%,量程10MPa;

温度仪表精确度品级0.5%,量程100℃。

可预算得:β=0.225,则有流出系数的不肯定度δC/C=0.5%;

可收缩性系数的不肯定度

取压孔处绝对压力测量的不确定度

测量管内径的不肯定度

δ D/D=0.4%;

孔板开孔直径的不肯定度

δ d/d=0.07;

差压测量的不肯定度

取压孔处绝对压力测量的不确定度

自然气在操纵前提下上游取压孔处绝对压力测量的不肯定度

天然气在操作条件下上游取压孔处绝对压力测 量的不确定度

自然气在操纵前提下热力学温度测量的不肯定度

天然气在操作条件下上游取压孔处绝对压力测 量的不确定度

自然气紧缩因子测量的不肯定度

天然气压缩因子测量的不确定度

自然气相对密度测量的不肯定度

天然气相对密度测量的不确定度

则可知自然气密度测量的不肯定度

则可知天然气密度测量的不确定度

zui终有自然气质量流量测量不肯定度为:

zui终有天然气质量流量测量不确定度

4 结论

孔板流量计质量流量测量的不肯定度首要来源于六个方面:流出系数的不肯定度、可收缩性系数的不肯定度、测量管内径的不肯定度、孔板开孔直径的不肯定度、差压测量的不肯定度、自然气密度测量的不肯定度。从以上几方面动手便可以有效降落孔板流量计质量流量测量的不肯定度,进步其计量机能,为全社会愈来愈遭到正视的动力计量供应不变可靠的计量数据。

 

 

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