[摘要(yào)]差壓式孔(kong)闆流量計(jì) 廣泛用于(yú)貿易結算(suàn)，通過各種(zhong)因素對差(chà)壓式孔闆(pǎn)💁流量計💯計(jì)量🐇結果的(de)影響，減少(shao)計量誤差(cha)的方法。從(cong) 差壓式流(liu)量計 的計(ji)算公式入(ru)手，确定影(yǐng)響因素，通(tōng)過實際案(an)例确定影(ying)響因素💯對(dui)實際計量(liàng)結果的誤(wu)差，最終得(dé)出以下結(jié)論:①在差壓(yā)爲0.1倍最大(da)值時，熱膨(péng)脹系數和(hé)流出系數(shu)造🐆成的相(xiang)對誤差最(zuì)大，爲1.84%。②在壓(yā)力爲0.8MPa、溫度(dù)爲250℃的變工(gōng)況狀态下(xià)，孔闆直徑(jìng)平均線膨(peng)脹系數造(zao)成的⛹🏻‍♀️相對(dui)誤差最大(da)，爲0.85%。③由于查(cha)表法相對(duì)誤差較小(xiǎo)且使💜用方(fāng)便，因此☁️密(mì)度選取方(fāng)式一般采(cǎi)用查表法(fǎ)。
0引言
　　差壓(ya)式孔闆流(liu)量計分爲(wei)差壓裝置(zhì)、 差壓變送(sòng)器 和流量(liàng)積算儀三(san)大部分，工(gong)作原理是(shì)當介質流(liu)過差👅壓件(jian)，在左右兩(liang)側産生壓(yā)差，根據伯(bó)努利方程(cheng)和流動連(lián)續性方程(cheng)，可💞計算出(chū)介質的瞬(shùn)時流量。差(chà)壓式孔闆(pan)流量計🌈相(xiang)關技🔅術較(jiào)爲成熟，并(bìng)♊且使用方(fāng)便、拆裝便(biàn)捷、有相關(guan)的💃🏻檢定規(guī)程、易于檢(jian)定，因此廣(guǎng)泛🚶‍♀️應用于(yu)蒸汽、液體(tǐ)及天然🤩氣(qi)等介質的(de)貿易結算(suan)。一🤟般情況(kuàng)下，計量數(shu)據較大，計(jì)量💯結果的(de)些許偏差(cha)就會造成(cheng)損失，因此(cǐ)如何增加(jia)差壓式孔(kong)闆流量計(ji)的👉計量正(zhèng)确性重要(yào)。首先對差(chà)壓式孔闆(pǎn)流量計中(zhōng)各種影響(xiǎng)因素進行(hang)分析，其次(cì)根據其檢(jian)定規程中(zhong)的🔱計算公(gōng)式入手，确(que)定影響因(yīn)素有熱膨(peng)脹系數、流(liu)出🔴系數、孔(kǒng)闆直徑平(píng)均線膨脹(zhang)⛷️系數、密度(du)等參數，再(zài)次根據理(li)論公式及(ji)大量工程(cheng)經㊙️驗确定(ding)各個影響(xiang)因素之間(jiān)的關系，最(zuì)後通過實(shi)際案例确(que)定影響因(yīn)素對實際(ji)計量結㊙️果(guo)的誤差，并(bing)找到了影(yǐng)響計量結(jié)果🏒的其他(ta)因素。通過(guo)各種因素(sù)對差壓式(shì)孔闆流量(liang)計計量結(jie)果的影響(xiang)，更好地理(lǐ)解孔闆流(liú)量📞計的特(te)性，通過與(yu)實際計量(liàng)經驗結合(he)，保障孔闆(pǎn)流量計計(jì)量結果的(de)正确性。
1.模(mo)型
　　差壓式(shi)孔闆流量(liang)計的流量(liàng)計算公式(shì)如~下:
 
　　公式(shì)(1)中:qm爲瞬時(shi)質量流量(liang)，單位爲kg/s;C爲(wei)流出系數(shu)，無量綱;β爲(wei)直徑📧比，β=d/D;D爲(wei)管道内徑(jìng)，單位爲mm;ε爲(wèi)可膨脹系(xi)數;d爲開孔(kǒng)🔴直徑，單位(wei)爲mm;△p爲差壓(ya)，單位爲kPa;ρ爲(wèi)節流件正(zheng)端取壓口(kou)平面上的(de)流體密度(dù)，單位爲kg/m3.
在(zai)實踐過程(cheng)中，差壓式(shì)孔闆流量(liang)計流量測(cè)量簡化♈的(de)基本公式(shi)🍓如下:
 
2檢定(ding)規程步驟(zhòu)
　　《差壓式流(liu)量計檢定(ding)規程》中使(shǐ)用幾何檢(jiǎn)測法對孔(kong)闆的㊙️6個參(cān)數進行檢(jian)定。
　　A面平面(mian)度:将孔闆(pǎn)的A面朝上(shang)并放置在(zai)平闆上，找(zhǎo)到A面🤞與平(ping)♈闆垂直的(de)最長距離(li)，用量塊或(huò)塞尺測量(liang)，該距離即(jí)A面🐅的平面(mian)度。
　　A面及e面(mian)的表面粗(cu)糙度:以樣(yàng)塊的表面(mian)粗糙度爲(wei)标準，借助(zhu)👉放大鏡顯(xiǎn)微鏡等工(gōng)具判斷A面(mian)與e面的粗(cu)糙度,或使(shǐ)用輪廓法(fǎ)觸針式🍉表(biao)面粗糙度(dù)測量儀測(ce)量A面及e面(miàn)的粗糙🌂度(dù)。
　　邊緣G、H、I:可借(jie)助放大鏡(jing)檢查G、H、I，并使(shǐ)用模壓法(fa)或反射光(guang)💋法測量入(rù)口邊緣圓(yuan)弧的半徑(jìng)。
　　厚度E及長(zhang)度e:用量具(jù)分别在離(lí)内圓外和(he)外圓内大(dà)約10mm的位置(zhi)上🌈均勻測(ce)3個值，其中(zhong)E爲這3個值(zhí)的平均值(zhí)，最大值減(jiǎn)去最✊小值(zhi)爲E的最大(da)偏差。e則是(shì)在長度處(chu)♻️均勻分布(bu)的位置上(shàng)取3個值，其(qí)🔴中e爲這3個(ge)值的平均(jun)值，最大值(zhí)減去最小(xiǎo)值爲e的最(zui)🏃🏻大偏差。
　　節(jie)流孔直徑(jìng)d:選擇遊标(biāo)卡尺、内徑(jìng)千分尺、帶(dài)表卡尺、孔(kǒng)徑⭐測量儀(yi)🔴、内測千分(fen)尺測量節(jie)流孔直徑(jìng)，共選取4個(ge)角度大緻(zhì)相同的位(wèi)置進行測(cè)量，d爲這4個(gè)值的平均(jun)值，并按照(zhao)公式計算(suan)出直徑相(xiang)對誤差及(ji)節流孔直(zhí)徑的重複(fu)性。
　　斜角:将(jiang)B面放在平(ping)闆上，用角(jiǎo)度規或樣(yang)闆角等儀(yi)器👈，在任一(yī)🔱直徑方向(xiang)測量2個斜(xié)角值，斜角(jiǎo)爲這2個值(zhí)的平均值(zhí)。
　　《流量積算(suàn)儀檢定規(gui)程》中規定(ding)檢定點應(yīng)選取流量(liang)量🈚程對應(ying)的✉️輸入信(xin)号的下限(xiàn)、0.25倍、0.5倍、0.75倍、1倍(bei)，如果流量(liang)積算儀具(ju)有壓力和(he)溫度🤩這兩(liǎng)個參數的(de)補償功能(neng)，則檢定點(dian)的選取應(yīng)在設計狀(zhuang)态下，并且(qiě)需在設計(jì)☀️範圍内壓(yā)力不變的(de)🌈情況下，溫(wēn)度任取兩(liang)點進行檢(jian)定;同時，在(zài)溫度不變(bian)的情況下(xià)，壓力任取(qǔ)兩點，進行(hang)檢定。
3影響(xiǎng)因素
　　已知(zhi)熱膨脹系(xi)數ε、流出系(xì)數C、節流孔(kǒng)直徑d、直徑(jing)比β，根💋據⭐公(gōng)式(1)即可求(qiú)出最大差(chà)壓對應的(de)瞬時流量(liàng)。現将一台(tái)🌈差壓式孔(kong)闆流量計(jì)放入工作(zuò)環境中，己(jǐ)知工作介(jie)質爲過熱(re)蒸汽，設計(ji)狀态爲壓(yā)力0.8MPa、溫度200℃，相(xiàng)關參數分(fèn)别爲内徑(jìng)d=34.51mm、β=0.388098，在△pmax=60kPa下，Ɛ=0.98157、C=0.60248。根據(jù)公式(1)，求得(dé)qmax，其中密度(dù)是根據IAPWS-IF97公(gōng)式所得。變(biàn)工況狀态(tai)🌐下溫度爲(wèi)200℃時，壓力分(fen)别爲0.7MPa、0.6MPa，另一(yi)變工況狀(zhuang)态下壓力(lì)爲0.8MPa時🌈，溫度(dù)分别爲220℃、250℃。
3.1熱(re)膨脹系數(shu)與流出系(xi)數的影響(xiǎng)
　　熱膨脹系(xì)數是給定(dìng)一次裝置(zhì)的給定直(zhi)徑比，差壓(ya)式🌈孔闆流(liu)量計的熱(re)膨脹系數(shù)隻取決于(yú)壓力比和(he)等熵指數(shù)，計算公式(shi)如下:
 
　　流出(chū)系數是裝(zhuang)置的實際(jì)流量與理(lǐ)論流量之(zhi)間關系的(de)系數✍️，隻☂️與(yu)雷諾數有(yǒu)關，随着雷(léi)諾數變大(da)，流出系數(shu)🔱會越來越(yuè)小，随着雷(lei)諾數變小(xiǎo)，流出系數(shù)會越來越(yuè)大，計算公(gōng)式如公👉:式(shi)(4)所示🌍。對于(yú)不同的裝(zhuāng)置，如果其(qi)幾何相似(si)且雷諾數(shù)相同，那麽(me)流出系數(shù)就相同。
C=0.5961+0.0261β2+0.216β8(4)
　　将(jiang)該例中所(suǒ)有狀态下(xià)的熱膨脹(zhang)系數和流(liú)出系數看(kan)做定值，均(jun1)與設定狀(zhuàng)态下最大(dà)流量對應(yīng)的數值📧相(xiàng)同🧑🏾‍🤝‍🧑🏼，瞬時流(liú)量😘結果如(rú)表1中的經(jīng)驗值。從表(biǎo)1可以看出(chu)，在差壓爲(wèi)0.1倍最大值(zhí)時，相對誤(wù)差最大，絕(jué)對值爲1.84%，随(suí)着差壓取(qǔ)值逐漸接(jiē)近最大值(zhi)，相對誤差(cha)越來越小(xiǎo)。
3.2孔闆直徑(jìng)平均線膨(peng)脹系數的(de)影響
　　若流(liu)動狀态下(xià)測量管道(dao)的溫度與(yu)确定直徑(jìng)時的溫度(du)(該溫度稱(chēng)之爲參比(bǐ)端或校準(zhun)溫度)有較(jiào)大差異，在(zài)用公式計(ji)算孔🌈闆直(zhi)徑、直徑比(bǐ)和流量時(shí)，應将管道(dào)的膨脹或(huò)者收縮考(kǎo)慮在内，具(ju)體公式如(rú)下:
 
　　公式中(zhong)，d爲流動狀(zhuang)态下一次(cì)裝置的直(zhi)徑;d0爲參比(bǐ)溫度下一(yī)次裝置的(de)直徑;λD爲一(yī)次裝置材(cai)料的平均(jun)線膨脹系(xì)數;T爲流動(dòng)狀态下一(yi)次裝置的(de)溫度;T0爲參(cān)比溫度或(huo)校準溫👌度(du)。
　　孔闆直徑(jìng)的材質爲(wei)不鏽鋼，λ=0.000017。如(ru)果不考慮(lü)孔闆直徑(jìng)受溫💛度的(de)影響，瞬時(shi)流量結果(guo)如表2中的(de)經驗值所(suo)示，從💃🏻表2中(zhong)💰可以看出(chu)，相對誤差(cha)在最後一(yī)-個檢定點(dian)🈲，即壓力爲(wèi)0.8MPa、溫度❗爲250℃時(shí)的相對誤(wu)差最大，絕(jué)對值爲0.85%，從(cong)公式(5)中也(ye)可以看出(chū)，此時T-T0值最(zui)大，因此造(zao)成了較大(da)的偏差，而(er)在溫度沒(méi)有變♊化的(de)情況下，相(xiàng)對誤差沒(méi)🚩有随着差(chà)壓✔️及㊙️壓力(lì)值發生變(biàn)化，因此可(ke)以得出孔(kong)‼️闆直徑平(píng)均線膨脹(zhang)系數隻與(yu)被測介質(zhì)的溫度相(xiang)關🌈。
3.3密度取(qu)值方法的(de)影響
　　蒸氣(qì)密度可通(tong)過公式法(fǎ)、狀态方程(cheng)法、查表法(fǎ)3種方法獲(huò)取回。其中(zhong)，公式法使(shi)用的公式(shì);狀态方程(chéng)法使用的(de)是理想氣(qì)體方🍓程PV=nRT,應(ying)注意狀态(tai)方程法适(shì)用範圍較(jiào)窄;查表法(fǎ)是使用㊙️《國(guo)際單🌍位制(zhì)的水和水(shui)蒸氣⭐的性(xìng)質》中的數(shu)據，并進行(hang)線性插值(zhí)從而🏃‍♀️得出(chu)蒸汽的密(mì)度，這個㊙️方(fang)法比公式(shi)法及狀态(tài)方程法方(fang)便，但會産(chan)生一定.的(de)偏差。表3中(zhōng)，标準值的(de)密度取值(zhí)方法采取(qu)公式法，經(jīng)驗值的密(mì)♋度通過查(cha)✔️表所得，從(cong)結果看出(chū)，每個檢定(ding)點的相對(dui)誤差都較(jiao)小，最大相(xiang)對誤差的(de)絕對值沒(mei)有超過0.1%，
 
 
　　因(yin)此平常做(zuò)差壓式孔(kǒng)闆流量計(jì)的檢定時(shí)，爲求方便(biàn)，密度的求(qiu)取方式可(kě)采取查表(biao)法。
3.4其他因(yin)素對計量(liang)結果的影(ying)響
　　除了上(shang)述幾個因(yin)素，還有其(qí)他因素會(huì)對差壓式(shì)孔闆流量(liang)計的⭕計量(liang)結果産生(shēng)影響。
　　例如(ru)，流量量程(cheng)與流量計(jì)的不匹配(pèi)會使差壓(yā)式孔闆流(liú)量計的計(jì)量結果偏(piān)離标準值(zhi)，尤其是當(dang)流量較小(xiǎo)🌈時，使🔱用大(da)量程🎯孔闆(pan)流量計會(huì)造成誤差(cha)，同時流量(liang)積算儀會(hui)進行小信(xìn)号切除四(sì)]。因此，應根(gēn)據流🔴體介(jie)質的實際(ji)情況選擇(ze)孔闆尺寸(cun)、材質等各(ge)個方面都(dou)合适的差(chà)壓式孔闆(pan)流量計。
　　差(chà)壓式孔闆(pǎn)流量計的(de)安裝也是(shì)産生誤差(cha)的原因之(zhī)一，主要🈚影(ying)響因素有(you)孔闆入口(kǒu)直角銳利(li)度的變化(hua)、孔闆厚度(dù)存.在誤差(cha)、管徑尺寸(cun)不符、節流(liu)件附件等(děng)沒有放在(zài)中軸線、取(qǔ)壓的位置(zhi)、孔闆彎曲(qǔ)、取壓孔堵(du)塞或加工(gong)不規範、孔(kong)闆上有💜髒(zāng)物沉積、管(guǎn)線布置的(de)偏離、管道(dào)粗糙度的(de)影響等。這(zhe)些因素都(dōu)将造成流(liú)量系數發(fā)生🆚改變從(cong)而與商家(jiā)給定的值(zhi)不符，産生(sheng)誤差。孔闆(pan)的正确安(an)裝方法是(shi)将其銳面(miàn)迎着流體(tǐ)♈的方向，若(ruò)安裝相反(fǎn)，則會使流(liú)量的示值(zhí)偏低。上述(shù)誤差均由(yóu)人爲原因(yin)造成，是可(ke)以控制的(de)，也是在安(an)裝過程中(zhong)要着重注(zhù)意㊙️的。對于(yú)後期的維(wei)護工作，相(xiang)關人員應(ying)該制訂詳(xiang)細的方案(àn)并嚴格執(zhí)行，盡可🔞能(neng)延長孔闆(pan)流量計的(de)使用壽命(mìng)，提高計量(liang)的正确性(xìng)，減小計量(liàng)偏差。
　　各個(ge)部件之間(jian)因密封不(bú)嚴謹而産(chan)生洩露，從(cong)而引🐆起介(jie)質通過🏒孔(kong)闆時差壓(yā)變送器産(chan)生誤差，導(dǎo)緻瞬✔️時流(liu)量變小，若(ruò)在下遊産(chan)生洩露，則(ze)會導緻瞬(shun)時流☁️量變(biàn)大。
　　當使用(yòng)條件偏離(li)設計條件(jian)時，也會造(zao)成結果的(de)偏✉️差💞。城市(shi)蒸汽🐇、燃氣(qi)會出現波(bō)峰波谷的(de)情況，突然(ran)變化的流(liu)速🚶和壓力(li)造成脈動(dong)流的形成(chéng)，從而影響(xiǎng)差壓式孔(kǒng)闆流量🧑🏽‍🤝‍🧑🏻計(jì)的差壓、壓(ya)力及溫度(dù)信号的準(zhun)确傳遞。
　　計(ji)量裝置的(de)上遊有很(hěn)多管道配(pèi)件，如彎頭(tou)、漸擴管漸(jian)㊙️縮管💋等，這(zhe)些配件稱(cheng)爲阻流件(jiàn)。當介質通(tong)過阻流✌️件(jian)後會産生(sheng)不規則☁️流(liu)動等現象(xiàng)，這些不規(guī)則的流動(dòng)會使差壓(yā)式孔闆流(liu)量計的流(liu)出系數偏(pian)離标準值(zhi)。
　　被測介質(zhì)的實際物(wù)理性質測(ce)量存在不(bu)确定性，如(ru)天然氣在(zài)🔞運輸的過(guò)程中爲保(bao)障其穩定(ding)性會加入(ru)其他物質(zhì)，這些🚶‍♀️物質(zhi)的加入會(hui)導緻被測(ce)的天然氣(qì)✂️與标準狀(zhuàng)況不💔同，使(shi)壓縮因子(zi)和密度等(deng)參數偏離(li)标準值，從(cóng)🐕而導緻瞬(shun)時流量誤(wù)差的産生(shēng)。
4結束語
　　從(cóng)檢定規程(cheng)中的計算(suan)公式入手(shǒu)，确定了影(yǐng)響差壓式(shì)孔闆流量(liàng)計檢定偏(piān)差的因素(su)有熱膨脹(zhang)系數、流🏒出(chū)系💘數、孔闆(pǎn)直‼️徑及密(mì)度，最後通(tōng)過介質爲(wèi)過熱蒸汽(qì)的實際案(an)例确定影(yǐng)響.因素對(duì)實際檢定(dìng)結果造成(chéng)的偏差♍。得(de)出如下結(jié)論:①在差壓(ya)爲0.1倍最大(dà)值時，熱💜膨(peng)脹系數和(he)流出系數(shù)造成的相(xiang)對誤差最(zuì)大，爲1.84%，随着(zhe)差壓取值(zhi)逐漸接近(jìn)最大值，相(xiang)對誤差越(yue)來❓越小。②在(zai)變工況狀(zhuàng)态下☎️，即壓(yā)力☀️爲0.8MPa、溫度(dù)爲250℃時，孔闆(pǎn)直徑平均(jun1)線膨脹系(xi)數造成的(de)相對誤差(chà)最大，爲0.85%。③密(mi)度的取✉️值(zhí)方法有3種(zhong)，其中公式(shì)法造成的(de)誤差最小(xiao)，但計算🤟量(liang)較大，使用(yong)查表法時(shi)每🌈個檢定(ding)點的相對(dui)誤差較小(xiǎo)，最大相對(dui)👌誤差也沒(méi)有超🥰過0.1%，因(yin)此平常做(zuo)差壓式💃孔(kong)闆流量計(ji)的檢定時(shi)，爲方便，密(mì)度求取方(fang)式可采🥰取(qu)查表法❤️。④其(qí)他影響因(yīn)素還有流(liú)👨‍❤️‍👨量量程與(yu)流量計的(de)不匹配、孔(kǒng)闆流量計(jì)的安裝方(fang)式、各個部(bù)件之間産(chan)生縫隙而(er)導緻的介(jiè)質洩露、脈(mò)動流的産(chǎn)生及阻流(liu)件對介質(zhì)流動的影(yǐng)響、被測介(jie)質的實際(ji)物理性💋質(zhi)測量存在(zài)不确定性(xìng)。
　　也有很多(duō)不足之處(chu)，例如隻列(liè)舉了介質(zhì)爲過熱蒸(zhēng)💰汽的🐇實際(jì)案例，而并(bìng)未涉及介(jiè)質爲液體(ti)、飽和蒸汽(qi)、天然💋氣的(de)情況，尤其(qi)當介質爲(wèi)天然氣時(shí)，密度的計(ji)算及其👣他(tā)影響因素(sù)之間的關(guān)系更加複(fú)雜，需要有(you)了大量數(shu)❤️據後才能(neng)進一步分(fen)析。

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