空氣流量計(jì)取壓方式對(duì)檢定結(jié)果的影響及優(yōu)化措施
點(diǎn)擊次數(shù):2148 發(fā)布時(shí)間:2021-01-08 05:35:19
隨著社會(huì)對(duì)于環(huán)保認(rèn)識(shí)的日益提高,天然氣作為一種清潔能源在工業(yè)生產(chǎn)受到青睞,近年來(lái)我國(guó)天然氣工業(yè)得到長(zhǎng)足的發(fā)展。空氣流量計(jì)作為一種高精度的氣體流量計(jì)量?jī)x表,被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于天然氣計(jì)量。在空氣流量計(jì)的使用過(guò)程中,為了保證其計(jì)量的準(zhǔn)確性和可靠性,必須按照檢定規(guī)程對(duì)其進(jìn)行檢定(檢定周期一般為2年),檢定時(shí)要從表體取壓孔取壓進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算。但在實(shí)際生產(chǎn)計(jì)量中往往由于所計(jì)量的天然氣成分不純,通常會(huì)夾雜一些雜質(zhì)油污、沙礫等雜質(zhì),造成流量計(jì)取壓孔的堵塞和腐蝕,導(dǎo)致正常的檢定過(guò)程中取壓工作無(wú)法進(jìn)行。于是有的檢定員就直接從管道取壓孔取壓或不取壓,這到底對(duì)流量計(jì)的檢定結(jié)果有沒(méi)有影響呢?本文則是利用試驗(yàn)的方法,通過(guò)比較流量計(jì)表體取壓孔取壓和管道取壓孔取壓兩種取壓方式下的空氣流量計(jì)檢定試驗(yàn)數(shù)據(jù),明確了流量計(jì)在兩種取壓方式下的計(jì)量存在的誤差,對(duì)于空氣流量計(jì)的檢定工作提供了參考。
1、流量計(jì)工作原理及數(shù)據(jù)處理
1.1空氣流量計(jì)的工作原理
圖1為空氣流量計(jì)的結(jié)構(gòu)圖。當(dāng)流體通過(guò)由螺旋形葉片組成的旋渦發(fā)生器后,流體被迫繞著發(fā)生器劇烈旋轉(zhuǎn),形成旋渦。當(dāng)流體進(jìn)入擴(kuò)散段時(shí),旋渦流受到回流的作用,開(kāi)始作二次旋轉(zhuǎn),形成陀螺式的渦流進(jìn)動(dòng)現(xiàn)象。該進(jìn)動(dòng)頻率與流量大小成正比,不受流體的物理性質(zhì)及密度的影響。檢測(cè)元件測(cè)得流體二次旋轉(zhuǎn)進(jìn)動(dòng)頻率,通過(guò)計(jì)算就可得到流量值,且所測(cè)流量值能在較寬的范圍內(nèi)獲得良好的線性度。流量計(jì)算式為:qv=f/K(1)
式中qv為體積流量,m3/s;f為旋渦頻率,Hz;K為流量?jī)x表系數(shù),m-3。
空氣流量計(jì)檢定過(guò)程中使用的取壓孔在表體的下部或側(cè)部。為了弄清楚取壓方式對(duì)流量計(jì)檢定準(zhǔn)確度的影響,分別在流量計(jì)表體取壓孔取壓和管道取壓孔取壓兩種取壓方式下進(jìn)行了流量計(jì)檢定試驗(yàn)。
1.2試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
試驗(yàn)采用的標(biāo)準(zhǔn)裝置為負(fù)壓法臨界流音速噴嘴法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置,其準(zhǔn)確度等級(jí)為0.3級(jí),可以滿足一般準(zhǔn)確度等級(jí)為1.5級(jí)的空氣流量計(jì)的檢定要求,檢定依據(jù)為JJG?。保梗?mdash;1994速度式流量計(jì)檢定規(guī)程。試驗(yàn)以不同廠家、不同口徑的空氣流量計(jì)為例,對(duì)采用表體取壓孔取壓和管道取壓孔取壓方式下
不同流量點(diǎn)的流量計(jì)誤差進(jìn)行比較。
以使用廣泛的DN100B空氣流量計(jì)為例,系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間為60s,標(biāo)準(zhǔn)裝置的滯止平均溫度為28.9℃,空間平均濕度為30%,流量計(jì)的平均溫度為28.3℃,在表體取壓孔取壓和管道取壓孔取壓的流量計(jì)檢定試驗(yàn)數(shù)據(jù)分別如表1、2所示。
由表1、2得到DN100B空氣流量計(jì)在兩種取壓方式下的流量計(jì)相對(duì)誤差曲線如圖2所示。
以某公司生產(chǎn)的TDS200BT空氣流量計(jì)為
例,系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間為60s,標(biāo)準(zhǔn)裝置的滯止平均溫度為29.7℃,空間平均濕度為42%,流量計(jì)的平均溫度為29.3℃,在表體取壓孔取壓和管道取壓孔取壓的流量計(jì)檢定試驗(yàn)數(shù)據(jù)分別如表3、4所示。兩種取壓方式下的流量計(jì)相對(duì)誤差曲線如圖3所示。
表1~4中的儀表系數(shù)計(jì)算方法參見(jiàn)JJG?。保梗?mdash;1994速度式流量計(jì)檢定規(guī)程。流量計(jì)相對(duì)誤差的計(jì)算公式為:
式中E為流量計(jì)相對(duì)誤差,%;Ki為檢定過(guò)程中計(jì)算得出的儀表系數(shù),m-3;K0為原始狀態(tài)的儀表系數(shù),m-3。
2、取壓方式的影響分析
從以上數(shù)據(jù)表和曲線圖中可以看出:空氣流量計(jì)型號(hào)一定的情況下,用表體取壓孔取壓方式檢定流量計(jì)時(shí)流量計(jì)的線性度較好,用管道取壓孔取壓方式檢定流量計(jì)時(shí)流量計(jì)的線性度較差;流量測(cè)點(diǎn)相同的情況下,表體取壓孔取壓檢定方式的流量計(jì)誤差較小,管道取壓孔取壓檢定方式的流量計(jì)誤差較大;兩種取壓方式引起的誤差隨著流量的增大而逐漸增大,在流量為2?。梗埃埃恚常钑r(shí)兩者相差近6.2%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了流量計(jì)的準(zhǔn)確度等級(jí)。所以,在空氣流量計(jì)的檢定過(guò)程中,應(yīng)避免在流量計(jì)表體取壓孔以外的地方取壓進(jìn)行檢定。
3、流量計(jì)使用改進(jìn)措施
綜上所述,空氣流量計(jì)在檢定過(guò)程中,管道取壓孔取壓方式對(duì)流量計(jì)檢定結(jié)果的影響較大。為了保證空氣流量計(jì)檢定工作的準(zhǔn)確性、科學(xué)性和公正性,避免由于流量計(jì)表體取壓孔堵塞而導(dǎo)致檢定員在管道取壓孔取壓對(duì)流量計(jì)進(jìn)行檢定,提出以下改進(jìn)措施。
1)建議空氣流量計(jì)生產(chǎn)廠家在不影響流量計(jì)性能的前提下,適當(dāng)改進(jìn)流量計(jì)的結(jié)構(gòu),比如可以提高取壓孔的位置,避免其被雜物堵塞。
2)用戶在使用現(xiàn)場(chǎng)可在空氣流量計(jì)前端安裝過(guò)濾裝置,將雜物濾除掉。
3)空氣流量計(jì)出廠時(shí)將取壓孔外部螺絲涂抹潤(rùn)滑油,同時(shí)將取壓孔內(nèi)部用橡皮塞堵上,防止雜物堵塞和取壓孔生銹。
4)空氣流量計(jì)檢定過(guò)程中,如果點(diǎn)流量變化較大,而流量計(jì)壓力變化不明顯時(shí),檢定系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置取壓無(wú)效報(bào)警,以提示檢定人員采取相應(yīng)補(bǔ)救措施。
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1、流量計(jì)工作原理及數(shù)據(jù)處理
1.1空氣流量計(jì)的工作原理
圖1為空氣流量計(jì)的結(jié)構(gòu)圖。當(dāng)流體通過(guò)由螺旋形葉片組成的旋渦發(fā)生器后,流體被迫繞著發(fā)生器劇烈旋轉(zhuǎn),形成旋渦。當(dāng)流體進(jìn)入擴(kuò)散段時(shí),旋渦流受到回流的作用,開(kāi)始作二次旋轉(zhuǎn),形成陀螺式的渦流進(jìn)動(dòng)現(xiàn)象。該進(jìn)動(dòng)頻率與流量大小成正比,不受流體的物理性質(zhì)及密度的影響。檢測(cè)元件測(cè)得流體二次旋轉(zhuǎn)進(jìn)動(dòng)頻率,通過(guò)計(jì)算就可得到流量值,且所測(cè)流量值能在較寬的范圍內(nèi)獲得良好的線性度。流量計(jì)算式為:qv=f/K(1)
式中qv為體積流量,m3/s;f為旋渦頻率,Hz;K為流量?jī)x表系數(shù),m-3。
空氣流量計(jì)檢定過(guò)程中使用的取壓孔在表體的下部或側(cè)部。為了弄清楚取壓方式對(duì)流量計(jì)檢定準(zhǔn)確度的影響,分別在流量計(jì)表體取壓孔取壓和管道取壓孔取壓兩種取壓方式下進(jìn)行了流量計(jì)檢定試驗(yàn)。
1.2試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
試驗(yàn)采用的標(biāo)準(zhǔn)裝置為負(fù)壓法臨界流音速噴嘴法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置,其準(zhǔn)確度等級(jí)為0.3級(jí),可以滿足一般準(zhǔn)確度等級(jí)為1.5級(jí)的空氣流量計(jì)的檢定要求,檢定依據(jù)為JJG?。保梗?mdash;1994速度式流量計(jì)檢定規(guī)程。試驗(yàn)以不同廠家、不同口徑的空氣流量計(jì)為例,對(duì)采用表體取壓孔取壓和管道取壓孔取壓方式下
不同流量點(diǎn)的流量計(jì)誤差進(jìn)行比較。
以使用廣泛的DN100B空氣流量計(jì)為例,系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間為60s,標(biāo)準(zhǔn)裝置的滯止平均溫度為28.9℃,空間平均濕度為30%,流量計(jì)的平均溫度為28.3℃,在表體取壓孔取壓和管道取壓孔取壓的流量計(jì)檢定試驗(yàn)數(shù)據(jù)分別如表1、2所示。
由表1、2得到DN100B空氣流量計(jì)在兩種取壓方式下的流量計(jì)相對(duì)誤差曲線如圖2所示。
以某公司生產(chǎn)的TDS200BT空氣流量計(jì)為
例,系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間為60s,標(biāo)準(zhǔn)裝置的滯止平均溫度為29.7℃,空間平均濕度為42%,流量計(jì)的平均溫度為29.3℃,在表體取壓孔取壓和管道取壓孔取壓的流量計(jì)檢定試驗(yàn)數(shù)據(jù)分別如表3、4所示。兩種取壓方式下的流量計(jì)相對(duì)誤差曲線如圖3所示。
表1~4中的儀表系數(shù)計(jì)算方法參見(jiàn)JJG?。保梗?mdash;1994速度式流量計(jì)檢定規(guī)程。流量計(jì)相對(duì)誤差的計(jì)算公式為:
式中E為流量計(jì)相對(duì)誤差,%;Ki為檢定過(guò)程中計(jì)算得出的儀表系數(shù),m-3;K0為原始狀態(tài)的儀表系數(shù),m-3。
2、取壓方式的影響分析
從以上數(shù)據(jù)表和曲線圖中可以看出:空氣流量計(jì)型號(hào)一定的情況下,用表體取壓孔取壓方式檢定流量計(jì)時(shí)流量計(jì)的線性度較好,用管道取壓孔取壓方式檢定流量計(jì)時(shí)流量計(jì)的線性度較差;流量測(cè)點(diǎn)相同的情況下,表體取壓孔取壓檢定方式的流量計(jì)誤差較小,管道取壓孔取壓檢定方式的流量計(jì)誤差較大;兩種取壓方式引起的誤差隨著流量的增大而逐漸增大,在流量為2?。梗埃埃恚常钑r(shí)兩者相差近6.2%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了流量計(jì)的準(zhǔn)確度等級(jí)。所以,在空氣流量計(jì)的檢定過(guò)程中,應(yīng)避免在流量計(jì)表體取壓孔以外的地方取壓進(jìn)行檢定。
3、流量計(jì)使用改進(jìn)措施
綜上所述,空氣流量計(jì)在檢定過(guò)程中,管道取壓孔取壓方式對(duì)流量計(jì)檢定結(jié)果的影響較大。為了保證空氣流量計(jì)檢定工作的準(zhǔn)確性、科學(xué)性和公正性,避免由于流量計(jì)表體取壓孔堵塞而導(dǎo)致檢定員在管道取壓孔取壓對(duì)流量計(jì)進(jìn)行檢定,提出以下改進(jìn)措施。
1)建議空氣流量計(jì)生產(chǎn)廠家在不影響流量計(jì)性能的前提下,適當(dāng)改進(jìn)流量計(jì)的結(jié)構(gòu),比如可以提高取壓孔的位置,避免其被雜物堵塞。
2)用戶在使用現(xiàn)場(chǎng)可在空氣流量計(jì)前端安裝過(guò)濾裝置,將雜物濾除掉。
3)空氣流量計(jì)出廠時(shí)將取壓孔外部螺絲涂抹潤(rùn)滑油,同時(shí)將取壓孔內(nèi)部用橡皮塞堵上,防止雜物堵塞和取壓孔生銹。
4)空氣流量計(jì)檢定過(guò)程中,如果點(diǎn)流量變化較大,而流量計(jì)壓力變化不明顯時(shí),檢定系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置取壓無(wú)效報(bào)警,以提示檢定人員采取相應(yīng)補(bǔ)救措施。
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