摘要(yào):以差壓流(liú)量計 的選(xuan)型計算，主(zhǔ)要針對 孔(kǒng)闆流量計(jì) 進行并解(jiě)讀了相關(guan)的國家标(biao)準,運用VC++軟(ruan)件作爲程(chéng)序✊開發的(de)工具,以實(shí)際工程爲(wèi)例,探索了(le)孔闆流量(liang)計的孔闆(pǎn)直徑、直徑(jìng)比等标準(zhǔn)計算方法(fǎ)與軟件計(jì)算方法。本(ben)文解🔅決了(le)在項目中(zhong)，用于孔闆(pǎn)流量計采(cai)辦的文件(jian)🙇‍♀️如數據表(biǎo)和孔闆流(liu)量計計算(suan)書等,需要(yào)對孔闆的(de)規格和尺(chǐ)寸進行初(chū)步計算,确(què)定孔闆的(de)孔徑、直徑(jìng)比等💃參數(shu)的問題。将(jiang)繁瑣的計(ji)算變得方(fāng)便可行,計(ji)🔅算程序簡(jiǎn)練,節省人(ren)工時間,且(qie)結果較爲(wei)正确确,方(fāng)便需要采(cǎi)💃取專用的(de)計算軟件(jiàn)數據表中(zhōng)的工藝參(cān)數等進行(hang)校核檢驗(yan),完成了一(yī)套孔闆流(liu)量計的選(xuan)型計算的(de)程序💔。
　　差壓(yā)流量計是(shi)一種測定(dìng)流量的儀(yi)器。它是利(lì)用流體流(liú)經節流㊙️裝(zhuang)置時所産(chan)生的壓力(lì)差與流量(liang)之間存在(zài)🌈的一定關(guan)系的🍓原理(lǐ),流量的測(ce)定通過測(cè)量壓差來(lai)實現。在石(shi)油、化工、供(gong)熱、供水、冶(yě)金、電力等(děng)領域的測(ce)量和🆚過程(cheng)控制都有(you)廣泛的應(ying)用。流量儀(yi)表的兩個(ge)功用,在過(guò)程自動化(huà)儀表與裝(zhuāng)置中分别(bié)是:測🈲量物(wu)料數量的(de)總量表和(hé)過程自動(dòng)化控制系(xì)統的檢測(ce)儀表。節流(liú)裝置的有(you)孔闆、噴嘴(zui)和文丘裏(lǐ)管,它是在(zai)管道中安(ān)裝的一個(ge)局部收縮(suō)的元件。本(ben)文将主要(yào)介紹孔闆(pǎn)流量計⭕的(de)選型🚶‍♀️計算(suan)與程序開(kāi)發。孔闆流(liu)量計可測(ce)量氣體、液(ye)體、蒸汽及(ji)天然氣的(de)流量。孔闆(pan)流量計被(bei)廣泛應用(yòng)于煤炭、化(hua)工、建築、交(jiāo)通、醫.藥、農(nóng)業、輕紡、食(shí)品環境保(bao)🆚護及人🚩類(lèi)生活的各(gè)個所需領(ling)域,是✉️發展(zhǎn)工業及農(nóng)業生産,能(neng)源節約,産(chan)品質量改(gǎi)進，經濟效(xiào)益提升和(hé)管理水平(ping)提升的重(zhòng)要工具,在(zai)國民經濟(ji)中占🆚有十(shí)分顯🈲著的(de)地位。
　　孔闆(pan)流量計流(liu)裝置的結(jie)構比較簡(jiǎn)單,性能可(kě)靠穩🔴定🐆,并(bing)且十分牢(láo)固,價格較(jiao)低,使用壽(shou)命長,在工(gōng)業中🧑🏽‍🤝‍🧑🏻經常(chang)用到孔闆(pan)🔴流量計,并(bìng)能經過嚴(yan)格的校驗(yan)檢測,整個(ge)加工過程(cheng)🙇🏻均采用國(guó)際标準。孔(kǒng)闆流量計(ji)由于流速(sù)增加可以(yǐ)使靜壓力(li)變低,壓差(chà)即在節流(liú)件前後便(biàn)産生了壓(ya)力降,在節(jiē)✔️流件前後(hòu)産生的壓(yā)差由于介(jie)質流動的(de)🔞流量增大(dà)而增大，因(yin)此，通過測(ce)量壓㊙️差來(lai)衡量流體(tǐ)流量的大(dà)小孔闆流(liu)量計是可(ke)以達到的(de)。這種測量(liang)方法🏃🏻是根(gen)據流動連(lian)續性定律(lü)和能量守(shǒu)恒守恒定(ding)律爲基正(zheng)确定的。
　　孔(kong)闆流量計(jì)的節流件(jiàn)前後産生(sheng)的靜壓力(lì)差,該壓力(li)差與流量(liang)存在着一(yi)定的函數(shu)關系,流量(liang)越大,壓力(li)差相應越(yuè)大。差壓信(xin)号傳送給(gei) 差壓變送(song)器 ,轉換成(chéng)4~20mA.DC模拟信号(hao)輸出,遠轉(zhuan)給流量計(jì)算儀,實現(xiàn)流體💚流量(liang)的計🔴量。 質(zhì)量型流量(liang)計 ,經過 智(zhi)能型差壓(ya)變送器 ,自(zi)動補償工(gong)況溫/壓後(hòu),實現對流(liú)體質量流(liú)量的測量(liang)。
　　在設計項(xiàng)目中如數(shù)據表和孔(kong)闆流量計(jì)算書等文(wén)🎯件用于孔(kǒng)闆流量計(jì)的采辦,需(xu)要對孔闆(pǎn)的規格和(he)尺寸進行(hang)初步計算(suan),确定孔闆(pǎn)的孔徑、直(zhi)徑比等參(cān)數。其計算(suan)過程較爲(wei)複雜,通過(guò)人工計算(suan)費時費力(lì),且難以得(de)👨‍❤️‍👨到正确的(de)結果,需要(yào)采取專用(yòng)🐇的計算軟(ruan)🈚件。基于如(ru)上考慮,本(ben)文解讀了(le)GB/T2624.2-2006對孔闆流(liu)量計進行(hang)❤️計算選型(xíng)的方法,并(bing)通過VC++語言(yán)進行編程(chéng),完成✂️了一(yi)🈲套孔闆流(liú)🔞量計的選(xuan)型計算的(de),取得了令(lìng)人滿意的(de)📧結果。
1孔闆(pǎn)流量計的(de)計算方法(fa)
1.1孔闆流量(liang)計原理
　　如(rú)圖1所示流(liu)體流經節(jiē)流元件時(shí)的壓力、速(su)度變化情(qing)況。從圖中(zhōng)可見,沿水(shuǐ)平管靠近(jin)流動到節(jie)流元件前(qian)的截面1處(chù)的流體,流(liu)束🚶‍♀️開始收(shōu)縮,靠近管(guǎn)壁處的🐪流(liú)體将向管(guan)道中心加(jia)速,而管🔴道(dao)中心處流(liú)體的壓力(li)開始下降(jiang)。由于慣性(xing)作用,流束(shù)的最小截(jie)面位置不(bú)在節流元(yuán)件處由于(yu)流體流過(guò)節流元件(jiàn)後流束繼(jì)續收縮的(de)原因,而在(zài)節流元件(jian)後的截面(miàn)2處(此位置(zhì)随流量大(da)小而變)，此(ci)處🌐流體平(ping)均流速U2最(zuì)大,壓力p2最(zui)低。截面2後(hòu),流束.逐🏃‍♀️漸(jian)擴大。在截(jié)面3處,流體(ti)速度Uz恢♻️複(fú)到節流前(qian)的速度U1(U3=U1),流(liú)束又充滿(man)管道。壓力(lì)P3不能恢複(fú)到原來的(de)數值p1,由于(yú)流體流經(jing)節流元⚽件(jiàn)時會産生(sheng)漩渦以及(jí)鹽城的摩(mo)擦阻力等(deng)會造成能(néng)量損失🔆的(de)原因,P1與p3的(de)差值δp=p1-ps稱爲(wèi)流體流經(jīng)節流元件(jian)的壓力損(sǔn)失。
 
1.2節流裝(zhuang)置設計計(jì)算分類
　　孔(kong)闆流量計(jì)的設計與(yǔ)制造主要(yào)參照以下(xià)标準:ISO5167Measurementoffluidflow-DifferentialPressureDevices,2003/GB/T2624用安(an)裝在工程(chéng)項目設計(jì)中,需要根(gēn)據孔闆流(liú)量計所安(ān)裝的管道(dao)等級,以及(jí)工藝專業(yè)提供的不(bu)同工況🐉下(xia)的流量,對(duì)孔闆流量(liang)計進行選(xuan)型,同時計(ji)算孔闆的(de)孔徑以及(jí)Beta系數。
1.3孔闆(pǎn)流量計孔(kong)徑計算方(fāng)法
　　一次裝(zhuang)置安裝在(zài)充滿流體(ti)的管線中(zhong)确立爲測(ce)量原♈理,裝(zhuāng)人一次裝(zhuang)置後裝置(zhi)的.上遊側(ce)與喉部或(huo)下遊側之(zhī)間産生⭐一(yī)個靜壓差(cha)。假設該裝(zhuāng)置與經過(guo)校準的一(yī)個裝置幾(ji)何相似且(qiě)使📧用條件(jian)相同,據該(gāi)壓差的實(shí)測值和流(liú)動流體的(de)特性以及(jí)裝置的使(shǐ)用環境,從(cóng)而确定流(liu)量。
1.3.1流量計(ji)算
　　GB/T2624裏規定(ding)的不确定(dìng)度限值,質(zhi)量流量差(chà)壓的關系(xì)符合,因此(ci)流量公式(shì)可用以下(xia)公式确定(dìng)。
 
式中:qm-質量(liàng)流量,kg/s;
9v-體積(ji)流量,m³/s;
C-流出(chu)系數;
Ɛ-可膨(péng)脹系數;
β-直(zhí)徑比,β=d/D;
d-節流(liú)件開孔直(zhí)徑,m;
D-管道内(nèi)徑,m;
ρ1-被測流(liú)體密度,kg/m³;
△p-壓(ya)差,Pa。
1.3.2節流裝(zhuang)置開孔直(zhi)徑d和管道(dao)内徑D計算(suan)式
d=d20[1+λd(t-20)](3)
D=D20[1+λd(t-20)](4)
式中:d20-20℃下(xià)節流元件(jian)開孔直徑(jìng);
D20-20℃下管道内(nei)徑;
λd一節流(liú)材料膨脹(zhang)系數;
λD一管(guan)道材料膨(peng)脹系數。
1.3.3流(liu)出系數計(ji)算式
　　C爲不(bu)可壓縮流(liú)體确定的(de)表示通過(guo)裝置的實(shi)際流💰量😘與(yu)理論♌流量(liàng)之間關系(xi)的系數,對(duì)于給定安(an)裝條🐅件下(xia)的給定一(yī)次裝置,流(liu)出系數僅(jin)與雷諾數(shu)有關💯。由下(xià)式表示:
 
　　可(kě)膨脹系數(shù)ε取決于雷(léi)諾數值,也(yě)取決于氣(qi)體的壓力(li)🌈比和等熵(shang)指數值。
　　表(biao)示這些變(biàn)化的方法(fa)是以膨脹(zhàng)性(膨脹)系(xì)數乘一次(cì)裝置的♈流(liú)出系數C。流(liú)出系數利(lì)用雷諾數(shù)值相同的(de)液體直接(jiē)校準後🐉确(que)定。
　　當流體(ti)不可壓縮(suō)時(液體),ε等(děng)于1,當流體(ti)可壓縮時(shí)(氣體),ε小于(yu)1。
　　事實表明(míng)ε實際上與(yǔ)雷諾數無(wu)關。對于給(gei)定一次裝(zhuāng)置🙇🏻的給定(dìng)直徑比,ε隻(zhi)取決于壓(yā)力比和等(děng)熵指數，因(yīn)此本法是(shì)可行的。
當(dang)直接計算(suàn)法不能解(jie)題時,需要(yào)采用叠代(dai)計算法。
　　以(yǐ)孔闆爲例(li),始終需要(yao)叠代計算(suan)法來計算(suan)。原則是把(bǎ)❗基本.流🔅量(liang)方程中所(suǒ)有--緻的值(zhi)重新組合(he)在一個😘項(xiàng)内,而将未(wèi)知☎️的值組(zu)合⁉️在一項(xiang)内。
　　把已知(zhi)數組合在(zai)方程的一(yī)邊,将未知(zhi)數放在方(fang)程的✂️另一(yi)邊。
 
(2)計算β1:由(yóu)β0、k、△代入ε公式(shì)計算ε0;由β0、ReD、D代(dài)人C公式計(ji)算C0;由C0、ε0、A2代入(ru)β公式📐計算(suàn)🈲B0.
(3)計算β2:由β1、k、△代(dai)入ε公式計(ji)算ε1;由β0.ReD、D代人(rén)C公式計算(suan)C1;由C1、ε1、A2代入β公(gōng)式計算👅β2。
若(ruo)滿足βn-βn-1<E(一般(bān)E=0.0001),叠代可停(tíng)止,通常進(jìn)行2~3次叠代(dài)即可。
2孔闆(pan)流量計計(ji)算程序開(kai)發
　　利用VC++語(yǔ)言将上述(shù)标準中的(de)計算公式(shi)進行編程(chéng),開發出一(yī)套孔闆流(liú)量計關鍵(jiàn)參數計算(suàn)工具。通過(guo)計算工🔞具(jù)得出孔.闆(pan)流量計中(zhong)孔徑和直(zhí)徑比等數(shù)值的計算(suàn)結果,并📧與(yu)實際項目(mu)中的計算(suan)☀️值進行對(dui)比🔆，以驗證(zheng)計🔞算工具(jù)的正确率(lü)。
2.1計算流程(chéng)
　　打開軟件(jiàn),輸入孔闆(pǎn)流量計相(xiang)關已知條(tiáo)件,黃色框(kuàng)内爲必填(tián)數據(管道(dao)膨脹系數(shu)、孔闆膨脹(zhang)系數、管道(dao)内徑、正常(cháng)流量工況(kuang)✉️流量、最大(da)流量工況(kuang)流量、密度(du)、操作黏度(du)、最大差壓(ya)等重要工(gong)藝參數)。程(chéng)序計算出(chū)操作工況(kuang)下管道内(nèi)徑,根據最(zuì)大差壓值(zhí)計算出正(zheng)常流量工(gōng)況下的對(dui)應的差壓(ya)值。根據叠(die)代計算法(fa).原把基本(ben)流量方程(chéng)中所有-緻(zhì)的值重新(xin)組合在一(yi)個項内,而(er)将未知的(de)值組合在(zài)一項内,計(jì)算出A2。根據(jù)流量計算(suan)式确定直(zhi)徑比公式(shì),進行叠代(dai)❓計算。直至(zhi)直徑比之(zhi)差小于0.0001,根(gen)據直徑比(bǐ)計算孔徑(jìng)以及其他(tā)參數,否則(zé)繼續進🙇‍♀️行(háng)叠代計算(suàn)。
2.2程序界面(miàn)
　　根據某項(xiàng)目孔闆闆(pan)流量計數(shù)據表,輸人(ren)孔闆流量(liàng)計相⭕關已(yi)知條件,黃(huang)色框内爲(wei)必填數據(ju):管道膨脹(zhang)系數、孔闆(pǎn)膨脹🛀🏻系數(shù)🌐、管道内徑(jing)、正常流量(liàng)工況流量(liàng)👅、最大流量(liàng)工況⚽流量(liang)、密度、操作(zuo)黏度、最大(da)差壓。程序(xu)界面如圖(tu)2。
 
2.3計算結果(guǒ)輸出及結(jie)果對比分(fèn)析
　　點擊計(ji)算,得到直(zhi)徑比、流量(liang)系數、膨脹(zhàng)系數、計算(suan)孔徑✏️等數(shù)值的🔞計算(suan)結果。輸出(chū)結果報告(gao),将計算工(gong)具的計算(suàn)結🏃‍♀️果與⭐手(shou)動計算值(zhi)進行對比(bi),結果如表(biǎo)1所🏃🏻示。
 
　　計算(suàn)工具輸出(chū)結果與手(shǒu)動計算值(zhi)基本接近(jin),說明計算(suan)工具.正确(què)率較高。此(ci)程序可以(yi)得到應用(yòng)。
4結論
　　本文(wén)運用國家(jiā)标準計算(suan)方法,以解(jie)決設計項(xiàng)目中☎️孔🐆闆(pǎn)流量計選(xuǎn)型與計算(suan)完成數據(ju)表、計算書(shu)的編制工(gōng)作爲目标(biāo)，以實際項(xiang)📱目爲研究(jiū)對象,解讀(dú)了GB/T2624.2-2006對孔闆(pan)流量計進(jin)行計算選(xuan)型的方法(fa),并通過VC++語(yǔ)言進行編(biān)程,完成了(le)一-套孔闆(pǎn)流量💁計的(de)選型計算(suàn),分析✉️程序(xù)結果與實(shí)際項目中(zhong)孔闆流量(liang)計數據表(biǎo)的結果一(yī)緻性高,精(jing)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼度高。證明(ming)此程🚩序的(de)編制至實(shi)現且👅功能(néng)可靠。
　　較正(zhèng)确完成了(le)孔闆的規(guī)格和尺寸(cùn)進行初步(bu)計算,确定(ding)😍孔闆的孔(kǒng)徑、直徑比(bǐ)等參數的(de)問題。将繁(fan)瑣的計算(suàn)變得方便(bian)可行，計算(suan)⚽程序簡練(lian),節省人工(gong)時間,且結(jié)果較爲正(zhèng)确,方便需(xu)要采取專(zhuan)用的計算(suàn)軟件數據(jù)表中的工(gōng)藝參數等(deng)進行校核(hé)檢驗,爲氣(qì)電集😍團技(ji)術研發中(zhong)心節約了(le)成本。
　　但在(zai)運用程序(xù)開發得出(chu)軟件計算(suàn)孔闆流量(liang)計選型的(de)♻️結果與🔴實(shí)際項目中(zhōng)的孔闆流(liu)量計選型(xing)結果對比(bǐ),存在🔞一定(ding)偏差。下一(yī)步将針對(dui)程序結果(guo)的正确率(lǜ),對🙇🏻編程進(jin)行進一步(bu)修訂。另外(wài)，爲提高程(cheng)序的功能(néng)性,不僅可(ke)實現液體(ti)介質下孔(kǒng)闆流量計(ji)選型結果(guǒ),還将優化(hua)程序,實現(xiàn)📱氣體介質(zhi)下🍓的孔闆(pan)流量計的(de)選型計算(suan)。

本文來源(yuán)于網絡,如(rú)有侵權聯(lian)系即删除(chu)！