氣體流量測量中溫度壓力修正 發(fā)布時間:2017-12-07
流量測量技術(shù)與儀表可以應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)過程、能源計量、環(huán)境保護工程、交通運輸、生物技術(shù)、科學(xué)實驗以及海洋氣象等領(lǐng)域。隨著國家對環(huán)境保護工程提出更高的要求,對所需的流量計將不斷提出新的要求。流量測量在成本核算、收費等方面起著舉足輕重的作用。因此,流量測量正確率就顯得尤為重要。 1 常用流量測量儀表的流量方程 1.1 差壓式流量計 差壓式流量計是根據(jù)安裝于管道中流量檢測件產(chǎn)生的差壓、已知的流體條件和檢測件與管道的幾何尺寸來測量流量的儀表。體積流量是指流體在單位時間內(nèi)通過管道某一橫截面的體積數(shù)量。流體的流動速度越大,流量的瞬時值就越大,管道的截面積越大,流量的瞬時值就越大。體積流量的瞬時值等于管道的橫截面積與流速的乘積。流量方程 式中 :q 為被測介質(zhì)的體積流量(m3/h); K 為補正系數(shù) ;p 為節(jié)流元件前后的壓差。 1.2 電磁流量計 電磁流量計是利用法拉第電磁感應(yīng)定律,導(dǎo)體在磁場中切割磁力線運動時在其兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。流量方程 式中 :E 為感應(yīng)電動勢(V) ;k 為系數(shù),無量綱 ;B 為磁感應(yīng)強度(T) ;D 為管道內(nèi)徑(m)。 1.3 渦輪流量計 當(dāng)被測流體流過傳感器時,在流體的作用下,渦輪流量計葉輪受力旋轉(zhuǎn),其轉(zhuǎn)速與管道平均流速成正比,葉輪的轉(zhuǎn)動周期地改變磁電轉(zhuǎn)換器的磁阻值。檢測線圈中的磁通隨之發(fā)生周期性變化,產(chǎn)生周期性的感應(yīng)電勢。流量方程 式中 :f 為流量計輸出信號的頻率(Hz) ;K 為流量計的流量系數(shù)(P/m3)。 2 流量與所選流量測量儀表參數(shù)之間的關(guān)系 由上面的幾種測量儀表的流量方程可知,差壓式流量計所測流量與差壓的平方根成正比。當(dāng)流體的溫度t,壓力p 變化時,流體的密度將隨之改變。因此差壓式流量計測流量必須進行溫度、壓力補償。電磁流量計所測得的流量,實際上不受流體的密度、黏度、溫度、壓力和電導(dǎo)率的影響。根據(jù)流量方程可知,電磁流量計測得的流量與感應(yīng)電動勢成線性關(guān)系。渦輪流量計測量流量時,流體物性對儀表特性有較大影響。氣體流量計易受密度的影響,而液體流量計對黏度變化反應(yīng)靈敏。由于密度和黏度與溫度、壓力關(guān)系密切,在現(xiàn)場溫度、壓力波動是難免的,要根據(jù)它們對精度影響的程度采取補償措施,才能保持高的計量精度。由此可知,測量氣體流量時是否需要溫度、壓力補正取決于所選用的流量計,要看具體情況而定。 3 氣體流量測量的溫壓補正公式 (1) 差壓式流量計溫度、壓力補正公式 式中 :K 為溫壓補正系數(shù),無量綱 ;p實際為實際的絕對壓力(MPa) ;p設(shè)計為設(shè)計的絕對壓力(MPa) ;T實際為實際熱力學(xué)溫度(K) ;T設(shè)計為設(shè)計熱力學(xué)溫度(K)。注 :絕對壓力等于表壓和當(dāng)?shù)卮髿鈮褐,熱力學(xué)溫度等于攝氏溫度加273.15。 差壓流量計最終測得的實際流量就是設(shè)計流量與溫度、壓力補正系數(shù)的乘積。 (2) 電磁流量計不需要溫度、壓力補正。 (3) 渦輪流量計溫度、壓力補正公式 式中 :qv為工作狀況下的氣體體積流量(m3/h) ;qvn為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體體積流量(m3/h) ;p 為工作狀態(tài)下的絕對壓力(MPa) ;T 為工作狀態(tài)下的熱力學(xué)溫度(K) ;Z 為工作狀態(tài)下的氣體壓縮系數(shù),無量綱 ;pn為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的絕對壓力(MPa) ;Tn為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的熱力學(xué)溫度(K) ;Zn為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣體壓縮系數(shù),無量綱。 4 結(jié)語 本文通過對流量測量中溫度、壓力補償, 可以看出, 氣體的體積流量的大小直接受到溫度和壓力變化的影響,而溫度、壓力變化又是在時時變化的。因此要想得到準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù), 就必須不斷地在線檢測出工作狀況下的溫度和壓力,計算出溫度、–力補正系數(shù), 所以溫度、壓力修正系數(shù)直接關(guān)系到儀表的測量精度。影響氣體流量測量正確率的不確定因素有很多, 很難對測量的正確性進行定量分析。本文只是針對不同流量計測氣體流量時所采用的溫度、壓力補正公式也有所不相同的。從文中可以看出氣體流量測量時采用溫度、壓力補正方法可以得到比較接近氣體流量的實際值,減小測量的誤差。為結(jié)算、計費和節(jié)能減排提供準(zhǔn)確的測量結(jié)果。
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