1、流量因數(shù)C的補償
流量因數(shù)C是表征孔板流量計節(jié)流裝置特性的主要參數(shù)。它是雷諾數(shù)Re和β的函數(shù)。文獻(xiàn)[2]中描述了角接取壓標(biāo)準(zhǔn)孔板的流量因數(shù)變化圖，它是一個隨流 量變化的量。其值隨雷諾數(shù)Re的上升而下降，當(dāng)雷諾數(shù)Re大于一定值趨向無窮大時，流量因數(shù)C趨向于常數(shù)Ck，而且孔徑比β越大，流量因數(shù)C的變化幅度也 越大，使C趨向于常數(shù)Ck的雷諾數(shù)Re也越大。
流量因數(shù)C與β和Re的之間的定量關(guān)系為:
對于給定的標(biāo)準(zhǔn)孔板，當(dāng)孔徑比β為一常數(shù)，流量因數(shù)C僅是雷諾數(shù)Re的函數(shù)C=f ( Re )。如當(dāng)β=0.5時，由(2)式得:
在式(1)中將C用(2)式而不是一個常數(shù)來代替可提高計量的精度。如對于設(shè)計計量點為42t/h、孔徑比0.6037的角接取壓標(biāo)準(zhǔn)孔板，當(dāng)實際流量為1.41t/h會產(chǎn)生2.4%的誤差，而運用(2)式就可避免。
2、水蒸汽膨脹因數(shù) ε的補償
法蘭取壓節(jié)流孔板的可膨脹系數(shù)為:
由式(1)可知，在其它參數(shù)不變的情況下，水蒸汽流量qm與 ε之間的關(guān)系可簡化為:qm=k ε ε .√ΔP，其中k:在工程應(yīng)用中可看作常數(shù)。在測量水蒸汽的流量時， ε的變化對流量9。的影響可以從以下的例子中看出。
測量過熱水蒸汽流量，孔板設(shè)計時的額定值為:流量9設(shè)二40. 0t/h，孔徑比 β =0.621 0、水蒸汽膨脹因數(shù) ε設(shè)=0.975 1，此時對應(yīng)的壓差為△P設(shè)=50kPa;實際應(yīng)用中水蒸汽流量為 t/h時，對應(yīng)的壓差而將參數(shù)代人式(4)，此時的水蒸汽膨脹因數(shù) ε =0.999 60在測量中如果仍然按照額定 ε 設(shè)=0.975 1進(jìn)行計算，所得流量會產(chǎn)生相對誤差:
由此可見，在測量水蒸汽流量時，若把。當(dāng)作常數(shù)處理將產(chǎn)生誤差，有必要對。進(jìn)行修正。修正的方法為:測量時，在確定的β下，將 ε 用((4)式代人。
對于角接取壓節(jié)流孔板，其可膨脹因數(shù)為:
對其進(jìn)行分析，仍然可得上述結(jié)論。
3、水蒸汽密度ρ的補償
在其它參數(shù)不變的情況下，水蒸汽流量qm與密度P之間的關(guān)系為:qm=kp√ρ，可以看出，水蒸汽流量與水蒸汽密度的平方根成正比關(guān)系。水蒸汽是可壓縮性氣體，當(dāng)其壓力、溫度變化時，其密度將發(fā)生明顯的變化，這將引起流量很大的誤差。
因?qū)嶋H水蒸汽狀態(tài)(壓力、溫度)與流量計設(shè)計時水蒸汽狀態(tài)(壓力、溫度)偏離造成的相對誤差可由下式表示:
假如設(shè)計孔板流量計時是按照0.5MPa所對應(yīng)的飽和水蒸汽密度ρ設(shè)=2.667kg/m3設(shè)計的，則在不同工況下所產(chǎn)生的誤差如表1.
由表1可以看出，水蒸汽密度的變化造成的測量誤差可能很大，水蒸汽的實際狀態(tài)偏離孔板設(shè)計狀態(tài)越嚴(yán)重，所引起的誤差就越大。
要補償密度變化所引起的這種誤差，就不能將式(1)中的密度以設(shè)計工況下的密度來代人，而要將水蒸汽密度看作壓力P和溫度t的函數(shù)，即 ρ=f(P,t)。由于沒有同時滿足水蒸汽高精度和寬量程的ρ=f(P, t)表達(dá)式，工程應(yīng)用時可根據(jù)所選量程，借助水蒸汽密度表[3]進(jìn)行函數(shù)擬和，然后將擬和的解析式帶人(1)式。作者運用MATLAB對水蒸汽的密度進(jìn)行 擬和。
當(dāng)溫度的變化范圍為300℃一600℃、壓力變化范圍為1.0~5.0MPa時，擬和函數(shù)為:
實驗證明，在這個溫度和壓力范圍內(nèi)，密度的相對誤差不超過0.4%，流量的相對誤差不超過0.2%。擬和范圍減小時，誤差將會更小。
測量水蒸汽流量時如果設(shè)計工況為200℃，孔板內(nèi)徑為d設(shè)，則孔板內(nèi)徑在實際工作狀態(tài)下的修正公式為:
在其它參數(shù)不變的情況下，水蒸汽的流量qm與孔徑d之間的關(guān)系為:
如果孔板工作的溫度范圍為100℃一300℃，孔板材料為1 Cr18 Ni9Ti，查表得a = 17.2 x 10-6/℃，孔板內(nèi)徑為50mm，則由孔板內(nèi)徑所造成的最大相對誤差為:
由此可知孔板內(nèi)徑所引起的誤差很小，在一般的測量中不需要考慮其誤差的影響;在溫度變化很大或需要高精度計量時可以用式(8)進(jìn)行補償。
對于壓差△P的測量一般用差壓變送器，智能變送器的精度一般都很高。如HD3051CD的精度可達(dá)0.5級。只要選用高精度的差壓變送器就可以達(dá)到所需要測量的技術(shù)要求。 |
