流量積算儀密度求取方式對(duì)孔板流量計(jì)檢定結(jié)果
摘 要:本文主要介紹了蒸汽流量的計(jì)算模型以及流量積算儀密度求取方式,探討分析了在流量積算儀密度求取方式對(duì)孔板流量計(jì)檢定結(jié)果的影響,研究結(jié)果顯示:流量積算儀在變工況情況下進(jìn)行檢測(cè)的重要性。此外,本文還不斷優(yōu)化流量積算儀,需要可以提升其檢定結(jié)果的準(zhǔn)確性。
現(xiàn)階段,我國不斷實(shí)行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,這樣要求各行業(yè)領(lǐng)域在生產(chǎn)期間***大限度地降低能源消耗,并且降低溫濕效應(yīng)?;谝陨仙a(chǎn)發(fā)展要求,需要進(jìn)行大規(guī)模的供暖集中化。要實(shí)現(xiàn)供暖集中化***重要的是明確其主要是熱媒是什么,這樣才能采取有效措施進(jìn)行處理和解決。隨著逐年提升的蒸汽使用量,企業(yè)開始加強(qiáng)重視蒸汽流量計(jì)算方式,這主要是因?yàn)檎羝饔?jì)量的特殊性?,F(xiàn)階段,流量積算儀是主要計(jì)算流量的設(shè)備,該設(shè)備的檢定結(jié)果在一定程度上影響著蒸汽流量計(jì)量的可靠性以及準(zhǔn)確性。
1 創(chuàng)建蒸汽流量計(jì)算模型并分析
現(xiàn)階段,企業(yè)在計(jì)量蒸汽流量時(shí)主要的計(jì)量方法為渦街流量計(jì)以及孔板流量計(jì)。
1.1 創(chuàng)建渦街流量計(jì)的流量模型
渦街流量計(jì)的流量模型的輸出頻率的表達(dá)式可以主要以下方式:
![20171206103001.jpg](http://m.ngylrwh.cn/wp-content/themes/module/themer/assets/images/lazy.png)
在上式表達(dá)式中,q m 表示的是質(zhì)量流量,單位為 kg/h,f 表示的是渦街流量計(jì)的頻率輸出,單位為 Hz,K表示的是渦街流量計(jì)的流量系數(shù),單位為 m -3 ,表示的是流體密度,單位為 kg/m 3 。
1.2 創(chuàng)建孔板流量計(jì)的流量模型
此次研究主要是以孔板流量計(jì)的常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)孔板進(jìn)行分析,以下表達(dá)式為孔板流量計(jì)的流量模型:
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以上表達(dá)式中,q m 表示的是質(zhì)量流量,單位為 kg/h,d 表示的是開孔直徑,單位為毫米,D 表示的是管道直徑,單位為毫米,C表示的是流出系數(shù), 表示的是直徑比, 表示的是可膨脹系數(shù), 表示的是差壓,單位為 kPa, 表示的是節(jié)流件正端取壓口平面上的流體密度。
在計(jì)算式(2)當(dāng)中,直徑比與開孔直徑如果不考慮管道出現(xiàn)積污情況揮著孔板磨損情況下,將其設(shè)定為常熟,將可膨脹系數(shù)與流出系數(shù)根據(jù)相關(guān)規(guī)定當(dāng)中設(shè)定的計(jì)算公式,盡管所包含的計(jì)算公式具有較大的復(fù)雜性,但是在特定的流量范圍之內(nèi)可以將計(jì)算公式看作常數(shù),這時(shí)候就可以將以上表達(dá)式簡(jiǎn)化為如下表達(dá)式,在以下表達(dá)式中,可以將 K當(dāng)做常數(shù),然而K的求取過程還是較為復(fù)雜。
![20171206103039.jpg](http://m.ngylrwh.cn/wp-content/themes/module/themer/assets/images/lazy.png)
如果節(jié)流式差壓孔板流量計(jì)已經(jīng)設(shè)計(jì)好工況流程,并且在其設(shè)計(jì)工況之下可以得知差壓滿程量信號(hào)對(duì)應(yīng)的***大流量。所以,大多數(shù)流量積算儀生產(chǎn)廠家都將差壓滿程量信號(hào),設(shè)計(jì)工況下的蒸汽密度以及滿程量流量帶入以上算式中可以得出:
![20171206103039.jpg](http://m.ngylrwh.cn/wp-content/themes/module/themer/assets/images/lazy.png)
在以上表達(dá)式中, 表示的是滿程量流量, 表示的是差壓滿程量信號(hào), 表示的是設(shè)計(jì)工況下的蒸汽密度。之后將表達(dá)式(3)代入至表達(dá)式(2)中,可以得出在任意工況之下孔板流量計(jì)算表達(dá)式,該表達(dá)式如下所示:
![QQ截圖20171206103059.jpg](http://m.ngylrwh.cn/wp-content/themes/module/themer/assets/images/lazy.png)
2 流量積算儀蒸汽密度求取方式
2.1 檢定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對(duì)于密度的要求
對(duì)于流量積算儀的檢定有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,在其檢測(cè)期間,該項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)要求主要是規(guī)定在檢定蒸汽流量時(shí)需要在設(shè)計(jì)工況下進(jìn)行。此外,需要在設(shè)計(jì)范圍之內(nèi)選擇溫度以及壓力不變,在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)選擇壓力以及溫度不變。當(dāng)蒸汽流量信號(hào)為***大時(shí)需要檢定兩次。如果處于變化工況下,需要提升流量積算儀密度,這樣可以提升蒸汽檢定的準(zhǔn)確性。
2.2 流量積算儀常規(guī)的蒸汽密度求取方式
大部分流量積算儀生產(chǎn)廠家在輸入積算儀時(shí)都是按照國際上規(guī)定的水和水蒸氣的性能,并且在完成蒸汽密度求取時(shí)主要是采用線性插值來實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)閲H上規(guī)定的水和水蒸氣的性能涉及的表格具有大量的數(shù)據(jù),所以存在部分生產(chǎn)廠家在計(jì)算蒸汽密度時(shí)主要是通過近似公式來完成的。
3 流量積算儀密度求取方式對(duì)檢定結(jié)果的影響
3.1 密度求取的準(zhǔn)確性影響流量誤差
根據(jù)以上表達(dá)式可以看出,如果節(jié)流式壓差孔板流量計(jì)中 ,渦街流量計(jì)中 ,這樣就可以看出如果密度求取產(chǎn)生誤差將會(huì)直接導(dǎo)致流量積算儀出現(xiàn)較大的誤差。所以,為了提升流量積算儀檢定結(jié)果的準(zhǔn)確性,就需要保證密度求取的準(zhǔn)確性。
3.2 變工況檢定條件下密度求取的準(zhǔn)確性影響測(cè)量結(jié)果
針對(duì)于差壓式孔板流量計(jì),由上述計(jì)算式可以看住,在實(shí)際進(jìn)行孔板流量計(jì)算時(shí)使用的密度主要是設(shè)計(jì)流體密度與實(shí)際密度的比值完成的。也就是說,當(dāng)設(shè)計(jì)狀態(tài)與實(shí)際的工作狀態(tài)相同時(shí),在需要在實(shí)際計(jì)算式使用相同的密度值,這樣產(chǎn)生的誤差也就相同,誤差也會(huì)由于密度之間的比值進(jìn)行抵消,這樣就會(huì)導(dǎo)致在設(shè)計(jì)狀態(tài)下使用流量積算儀進(jìn)行檢定時(shí)不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的誤差。在進(jìn)行實(shí)際計(jì)量時(shí),如果與設(shè)計(jì)工況產(chǎn)生些許偏離,這時(shí)候就會(huì)導(dǎo)致蒸汽流量由于密度產(chǎn)生的誤差不能進(jìn)行抵消,而出現(xiàn)較大的偏差。所以在實(shí)際檢定期間需要將實(shí)際工況條件與設(shè)計(jì)工況之間進(jìn)行些許偏離,這樣才能及時(shí)發(fā)現(xiàn)蒸汽;流量產(chǎn)生的誤差,進(jìn)一步檢驗(yàn)處在密度求取時(shí)出現(xiàn)的誤差。針對(duì)渦街流量計(jì),在實(shí)際計(jì)算蒸汽流量時(shí)密度會(huì)直接參與,所以孔板流量計(jì)在設(shè)計(jì)狀態(tài)下進(jìn)行檢定也可以察覺密度出現(xiàn)的誤差。在偏離工況下也可以檢定蒸汽的流量。由以上結(jié)論可以看出,流量積算儀可以在特定工況之下確保檢定結(jié)果的準(zhǔn)確性?,F(xiàn)階段存在多數(shù)流量積算儀生產(chǎn)廠家進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)生產(chǎn)時(shí)僅僅注重儀器的壓力,溫度以及蒸汽流量對(duì)檢定結(jié)果準(zhǔn)確性的影響,沒有注重求取密度時(shí)影響流量積算儀的檢定結(jié)果。在對(duì)儀器進(jìn)行出廠檢定時(shí)只是在特定工況下進(jìn)行,這樣就不能發(fā)現(xiàn)密度選取對(duì)檢定結(jié)果的影響程度。如果根據(jù) JJG 1003- 2005 進(jìn)行蒸汽流量檢定,就會(huì)顯著提升產(chǎn)品的不合格率。比如,某流量積算儀將密度數(shù)據(jù)輸入至積算儀當(dāng)中作為查表數(shù)據(jù),將大氣壓設(shè)定為 0.1MPa,通過線性內(nèi)插法推算其他數(shù)據(jù)。將設(shè)計(jì)工況設(shè)定為 0.9MPa,該流量積算儀的檢定結(jié)果由于密度誤差產(chǎn)生了較大的流量誤差。還有少量的流量積算儀在求取密度時(shí)主要是通過近似公式法進(jìn)行,根據(jù)相關(guān)要求,使用近似公式法求取密度時(shí),如果沒有在公式適用范圍之內(nèi),就會(huì)導(dǎo)致公式自身存在誤差嚴(yán)重超出流量積算儀的***大誤差值,這時(shí)將流量積算儀在公式適用范圍之內(nèi),也會(huì)嚴(yán)重影響檢定結(jié)果的準(zhǔn)確性。
4 建議與展望
在流量?jī)x表當(dāng)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù),可以為其提供強(qiáng)大的技術(shù)支持。為了確保求取密度的準(zhǔn)確性,在儀表內(nèi)存里面可以將國際蒸汽表完整寫入,并且借助線性內(nèi)插,這樣可以在一定程度上降低求取蒸汽密度的誤差值。如果發(fā)展條件具有限制性,首先需要嚴(yán)格劃定儀表使用的概況范圍,并且在特定的工況范圍之內(nèi)將蒸汽密度的誤差值控制在合理范圍內(nèi)。如果用戶使用的是流量積算儀,需要在采購期間向廠家說明蒸汽飽和以及工況范圍等信息,防止出現(xiàn)流量積算儀不在規(guī)定范圍內(nèi)進(jìn)行使用,提升蒸汽流量計(jì)量的誤差值。針對(duì)流量積算儀設(shè)計(jì)人員以及實(shí)際的檢定人員來說,需要加強(qiáng)注重蒸汽密度求取方式的差異性對(duì)蒸汽流量產(chǎn)生的誤差。因?yàn)橐陨袭a(chǎn)生的誤差主要是系統(tǒng)誤差,這樣就隨機(jī)與儀器誤差進(jìn)行疊加,這樣就會(huì)嚴(yán)重出現(xiàn)流量積算儀檢定結(jié)果的誤差值超出范圍。
5 結(jié)論
隨著不斷推廣的集中供熱,也相應(yīng)提升了蒸汽的使用頻率以及使用范圍,尤其是出現(xiàn)越來越多的貿(mào)易結(jié)算需求,這在一定程度上提高了流量積算儀在蒸汽流量劑量方面的要求。長(zhǎng)期以來,存在大多數(shù)流量積算儀生產(chǎn)廠家進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)生產(chǎn)時(shí)僅僅注重儀器的壓力,溫度以及蒸汽流量對(duì)檢定結(jié)果準(zhǔn)確性的影響,沒有注重求取密度時(shí)影響流量積算儀的檢定結(jié)果,這就相應(yīng)提升了蒸汽貿(mào)易結(jié)算的安全隱患。為了防止出現(xiàn)由于蒸汽流量計(jì)量導(dǎo)致供求雙方產(chǎn)生較大的矛盾糾紛,需要提升對(duì)流量積算儀求取密度方式的重視程度,進(jìn)一步提升求取密度的準(zhǔn)確性,這樣才能從根本上提升蒸汽流量計(jì)量的可靠性與準(zhǔn)確性。