搜索關鍵詞:熱電偶,熱電阻,雙金屬溫度計,壓力表,壓力變送器,磁翻板液位計
各種流量計由于工作原理的原因、加工制造精密度的原因、被測介質物性的原因、流體 流動狀態(tài)的原因等,在現(xiàn)場使用時都會產生不同程度的誤差。人們很早以前就開始尋找消除 或減小這些誤差的方法,尤其是計算機技術進人流量儀表后,為實現(xiàn)這一愿望增添了靈活而 方便的手段。其中有些誤差已在流量變送器或轉換器中得到校正,因而流量測量度得到 明顯提高,例如在科氏力質量流量計中,由于流體溫度和壓力對流量測量的影響得到補償, 從而使其流量測量度有了顯著提高。但是在有些流量計中,流量傳感器或變送器自身不 具備這種.功能K因而流量測量度受到制約或因工況等條件變化,測量度難以保證。 對于后一種情況,有時候可在流量二次表中進行補救,從而使流量測量系統(tǒng)的度得到
本章各節(jié)所介紹的方法,僅僅是將流量二次表與特定的流量傳感器、變送器配合,然后 設法提高測量度的應用舉例。由于流量計的種類多,影響流量測量度的因素更多, 這里不可能一一列舉,但作為方法來說是有普遍意義的,只要搞清楚具體的影響因素同流量 示值之間的確切關系,并將這些因素用傳感器測量出來引入流量二次表,就可得到合適的校 正,提高流量測量度。
雷諾數(shù)與測量誤差的關系及補償方法
流體在封閉管道中流動時,其速度分布會明顯影響差壓流量計、超聲流量計等。這種速 度分布同雷諾數(shù)之間有對應的關系,因此研究者將這種影響轉化成同雷諾數(shù)之間的關 系,并用函數(shù)式或圖表予以描述。例如超聲流量計有自帶微處理器,能對雷諾數(shù)的影響作自 動校正,以提高低流速時的測量度。本節(jié)主要對使用廣泛的孔板流量計和渦街流量計作 較深人的討論。
1.1孔板流量計流出系數(shù)同雷諾數(shù)的關系
在本書的3.1節(jié)中,式(3.1)給出孔板流量計流量值同各個自變量的關系,其中流出 系數(shù)C就同管道雷諾數(shù)有關。其實C并不是一個常數(shù),而是隨雷諾數(shù)尺印變化的一個變量。 一副孔板制作完成并經檢驗合格后,其直徑比^即為常數(shù),其流出系數(shù)同雷諾數(shù)的關系可用 一條C=/(iReD)關系曲線來表示,如圖8.1所示。
在傳統(tǒng)的孔板流量計中,由于數(shù)據(jù)處理功能不強,要將C當作變量來處理,是極其困 難的,為了使實際使用流量范圍內的流出系數(shù)變化盡可能小,在規(guī)定的范圍內,常常采用下 面的措施。
a. 將差壓上限Apmax盡可能取大一些,從而使0小一些。
b. 縮小管徑,提高流速,從而使節(jié)流裝置在較高雷諾數(shù)條件下使用。
c. 限制流量計的使用下限(結合差壓計度的約束條件,傳統(tǒng)的共識是測量下限不 低于30%FS),因為流量越小,C與常用流出系數(shù)C、m的差異越大。在文獻[1]中,由于 C的在線計算或自動修正難以實施,所以在設計節(jié)流裝置時設法將流量測量下限對應的C和
之間的偏差規(guī)定為<0. 5%[2],這樣就產生了老版本節(jié)流裝置設計手冊中的m = f(ReD) 界限雷諾數(shù)圖[1]。
隨著微電子技術和傳感器技術的發(fā)展以及計算機技術對儀表的滲透,差壓式流量測量技 術獲得了一次飛躍,其顯著的標志是差壓變送器度大大提高,從以前的1.5級提高到現(xiàn) 在的0.1級甚至0.075級;其次是流量二次表實現(xiàn)智能化,數(shù)據(jù)處理能力和度獲得了極 大的提高,這些都為孔板流量計的測量低端的度的提高創(chuàng)造了充分的條件,在GB/T 2624—1993中給出了孔板流出系數(shù)隨雷諾數(shù)變化的關系式(以角接取壓為例)[2],如式 (7.27)所示。
應用這一公式實現(xiàn)雷諾數(shù)變化對流量測量影響的修正 常用兩種方法,一種是C的在線計算法,另—種是c的離 線計算法。
(1) c的在線計算法這一方法是利用流量二次表內單片 機的高速計算能力,用迭代法計算當前的流出系數(shù)并進一 步計算流量值。采用迭代法是因為c是Reo的函數(shù),而尺印是 質量流量qm的函數(shù),而qm又是C的函數(shù)。其計算程序框圖如 圖8. 2所示。其中Cd為孔板計算書中的C值。
此圖中突出了計算C的部分,其實,ei、pi甚至d都是變 量,都由相應的計算子程序計算得到。
(2) C的離線計算修正法[3] C的離線計算通常是在 整個流量測量范圍內選10個或16個(由流量二次表中折 線校正坐標系取的點數(shù)定)典型測量點A,并計算出各點 的雷諾數(shù),然后按式(7.27)計算各點的流出系數(shù),zui后 按下式計算出各點的C修正系數(shù)
式中G——各典型測量點流出系數(shù);
Cd——孔板計算書中的流量系數(shù)。
(3) C的離線計算修正法舉例[3]
①已知條件
被測流體名稱:飽和水蒸氣;
zui大質量流量:g_ax = l. 7500kg/s;
zui小質量流量:gmmin=0. 1750kg/s;
工作壓力:和g = 6. 9066X105Pa (表面值);
工作溫度:t1=170°(3;
工作狀態(tài)下被測流體相對濕度:Φ=0;
工作狀態(tài)下被測流體密度:p1=4. 123kg/m3;
工作狀態(tài)下被測流體黏度:a=14.97X10_6Pa* s;
工作狀態(tài)下被測流體等熵指數(shù):c=1.30;
當?shù)厝昶骄髿鈮海簆a = 101. 33kPa;
20°C情況下管道內徑:D20 =150mm;
管道材質:20鋼;
差壓計差壓上限:Apmax = 40kPa;
節(jié)流裝置的取壓方式:角接取壓;
管道材質的線膨脹系數(shù):AdzUJXIO-pC-1;
<孔板材質的線膨脹系數(shù):Ad = 16X10_6°C-、
②求孔板開孔直徑d (見圖8. 3)
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