差壓式流量計(jì)帶溫壓補(bǔ)償?shù)木唧w應(yīng)用
差壓式流量計(jì)是由節(jié)流裝置與差壓變送器配套測量流體流量的一種流量測量儀表。它包括孔板、噴嘴、V型錐、阿牛巴和文丘里等,它具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、工作可靠、成本低廉和設(shè)計(jì)加工已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化等優(yōu)點(diǎn),因而在化工生產(chǎn)中得到廣泛使用。在實(shí)際應(yīng)用中,絕大多數(shù)差壓式流量計(jì)使用工況總是偏離設(shè)計(jì)工況,造成流量計(jì)檢測氣態(tài)介質(zhì)流量時(shí)流量誤差較大。為了克服差壓式流量計(jì)因工況變化引起的測量誤差,所以常常把實(shí)際工況下的溫度壓力信號同時(shí)引入流量顯示的二次儀表中,針對設(shè)計(jì)工況下的溫度壓力參數(shù)自動進(jìn)行動態(tài)數(shù)學(xué)補(bǔ)償修正,使得差壓式流量檢測的流量能夠真實(shí)反映被測流體的實(shí)際流量。差壓式流量計(jì)的缺點(diǎn)是壓損較大,精度較低,對被測介質(zhì)特性比較敏感,但它仍然在工業(yè)流量測量中發(fā)揮其獨(dú)特的作用。
1、差壓式流量計(jì)測量原理:
差壓式流量計(jì)是利用流體流動過程中,動能和靜壓勢能在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)換的原理進(jìn)行流量測量的。差壓式流量計(jì)由節(jié)流裝置及差壓測量裝置兩部分組成。節(jié)流裝置安裝在被測流體的管道中,流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)產(chǎn)生節(jié)流現(xiàn)象,動能和靜壓勢能相互轉(zhuǎn)換,節(jié)流裝置前后產(chǎn)生與流量(流速)成比例的差壓信號;差壓測量裝置(變送器)接收節(jié)流裝置產(chǎn)生的差壓信號,將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的流量進(jìn)行顯示。
根據(jù)質(zhì)量守恒、能量守恒及流體連續(xù)性原理,推導(dǎo)出節(jié)流裝置前后壓差與流量的關(guān)系式為:
4 | 2 |
Q =C¸r1-b=1/4*e |
|
V1 | 1 |
式中:QV——瞬時(shí)體積流量;
C——流出系數(shù);(C=α/E = α×1-4;α為流量系數(shù)
E為漸近速度系數(shù))
ρ1——流體流經(jīng)節(jié)流件前的密度;
β——節(jié)流件開孔尺寸、管道直徑比,β=d/D;ε——可膨脹性系數(shù),對不可壓縮流體ε=1,可壓縮流
體0<ε<1;
d——工作溫度下節(jié)流件開孔直徑;
ΔP——節(jié)流件前后差壓
流量單位m3/h,長度單位 m,壓力單位KPa,密度單位
kg/m3。
根據(jù)上述原理,如果節(jié)流裝置制作好,節(jié)流件本身固有
參數(shù)幾乎不變,假如通過它能夠測量某種氣態(tài)介質(zhì)流量,那
么同一種介質(zhì)在不同工況下,其流量就有如下關(guān)系:
QV1/QV2= DRV1/rV1÷ DRV2/rV2………….(1)
( QV1 設(shè)計(jì)工況體積流量; QV2 實(shí)際工況體積流量; P V1設(shè)計(jì)工況差壓; PV2實(shí)際工況差壓;PV1設(shè)計(jì)工況密
度; PV2設(shè)計(jì)工況密度)
令ΔPV1=ΔPV2 (1)式簡化為:
r/
QV1/QV2= V 2 V 1 ……………(2)
根據(jù)PV1/PV2=PV1TV2 / PV2TV1
(Pv1為“設(shè)計(jì)工況1”的壓力 、PV2為“實(shí)際工況2”的壓力 、TV1為“設(shè)計(jì)工況1”的 K氏溫度、 TV2為
“實(shí)際工況2”的K氏溫度)
故由(2)式化為: | |||
QV1= | ……………(3) | ||
QV2 | PV 2TV 1 / PV 1TV 2 | ||
顯然由(3)式看出設(shè)計(jì)工況體積流量QV1與實(shí)際工況體積流量QV2間的補(bǔ)償修正關(guān)系只與相 PT_工況應(yīng)工況的溫度壓力有關(guān)。