管道測(cè)量介質(zhì)的流體特征對(duì)液堿計(jì)量表的影響
點(diǎn)擊次數(shù):1785 發(fā)布時(shí)間:2020-08-14 09:10:44
液堿計(jì)量表對(duì)于流量變化很大,流體有時(shí)充滿管道,有時(shí)充不滿管道的情形,以及在市政排水、廢水處理和農(nóng)業(yè)灌溉等場(chǎng)合存在的眾多流體未充滿管道的情形,普通電磁流量計(jì)不能適用以上情形。非滿管電磁流量傳感器可以與安裝管徑一致,能夠用于封閉管道滿管流和非封閉管道或者敞開管道的自由表面流測(cè)量。
液堿計(jì)量表不滿管要注意水力影響:一般情況下,流體是在重力作用下的自由流面的流動(dòng),而某些場(chǎng)合下,流的過載可能會(huì)造成流體的回流,形成一個(gè)局部受壓環(huán)境,許多系統(tǒng)會(huì)溢出,將過載的流體轉(zhuǎn)移到原存儲(chǔ)空間,或者更為開闊的場(chǎng)所;
在選用液堿計(jì)量表進(jìn)行測(cè)量時(shí),我們除了要了解測(cè)量管道的口徑、材質(zhì),供電方式,輸出信號(hào)要求,安裝方式、精度要求等具體的參數(shù)外,更需要對(duì)于所測(cè)管道內(nèi)的流體的類別,溫度、壓力、密度、粘度和潤(rùn)滑性、腐蝕性和磨蝕性等等都要有掌握,有些特殊的場(chǎng)合甚至需要考慮到介質(zhì)對(duì)于測(cè)量設(shè)備的衛(wèi)生要求。某些測(cè)量方法還要考慮流體物性中特殊參量,例如采用液堿計(jì)量表要了解液體的電導(dǎo)率無紙記錄儀。因此,當(dāng)要據(jù)流體類型確定初步的適用方案后,就需要向工藝流程部門取得詳細(xì)的關(guān)于流體特性的相關(guān)的參量和屬性。比較常見流體,譬如水,各類油類,各類常見的化工原料,其介質(zhì)的密度、粘度、蒸汽壓力和其他參量可以從手冊(cè)中查到評(píng)估在使用條件下流體各參量和所選定儀表技術(shù)規(guī)范的適應(yīng)性。不過我們經(jīng)常會(huì)遇到不十分清楚流體的確切成分、溫度和壓力變化、流動(dòng)特性等,要用戶確定流體各物性的值是有困難的,此時(shí)應(yīng)向制造廠咨詢,估計(jì)擬選定的液堿計(jì)量表可否使用。
各類流量?jī)x表總會(huì)受到流體物性中某一種或幾種參量的影響,所以流體的物性很大程度上支配著待選儀表的型式。所選擇測(cè)量方法和儀表不僅要適應(yīng)被測(cè)流體的性質(zhì),還要考慮在測(cè)量過程中流體物性某一參量變化的影響量。要做到精確穩(wěn)定的測(cè)量,就要對(duì)于測(cè)量工況的情況了解得越詳細(xì)越好,本文就是針對(duì)于測(cè)量過程中對(duì)于介質(zhì)的各類所需掌握的參數(shù)予以說明:
1、流體溫度和壓力
必須仔細(xì)地界定流體的工作壓力和溫度,特別在測(cè)量氣體時(shí)溫度壓力變化造成過大的密度變化可能耍改變所選擇的測(cè)量方法。如溫度或壓力變化造成較大流動(dòng)特性變化而影響測(cè)量準(zhǔn)確度等性能時(shí),必要作溫度和(或)壓力修正。此外,流量?jī)x表外殼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選用材質(zhì)也決定于流體的溫度和壓力,因此必須確切知道壓力和溫度的*大和*小值。壓力和溫度變動(dòng)很大時(shí),更應(yīng)特別仔細(xì)選擇。
測(cè)量氣體流量時(shí)還要肯定某些儀表(如差壓式)流量上限位的溫度和壓力,是在工況狀態(tài)下還是在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下?
2、流體密度和比重
大部分液體應(yīng)用場(chǎng)所,其密度和比重相對(duì)恒定,除非溫度變化很大而引起較大密度變化,有紙記錄儀一般不需作修正。
在氣體應(yīng)用場(chǎng)所,有些儀表的范圍度和線性度,取決于氣體密度,通常要知道在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和使用狀態(tài)下的值以便選擇。亦有將流動(dòng)狀態(tài)的值轉(zhuǎn)換到某些公認(rèn)的參比值,這種方法在石油氣儲(chǔ)運(yùn)方面應(yīng)用普遍。低密度氣體對(duì)某些測(cè)量方法特別是利用氣體動(dòng)量推動(dòng)檢測(cè)元件工作的儀表(例如渦輪流量計(jì)),呈現(xiàn)困難。
3、粘度和潤(rùn)滑性
液堿計(jì)量表性能往往隨雷諾數(shù)而變,雷諾數(shù)與流體粘度有關(guān)。氣體和液體不同,其粘度并不會(huì)因溫度和壓力變化而有顯著的變化,其值一般較低,且各種氣體之間差別較小。因此確切的氣體粘度數(shù)據(jù)并不如液體那樣重要。
粘度對(duì)不同類型流量?jī)x表范圍度的影響趨勢(shì)各異,對(duì)大部分容積式儀表粘度增加范圍度擴(kuò)大,而渦輪式和渦街式儀表則相反,粘度增加范圍度縮小。
在評(píng)估儀表的適應(yīng)性時(shí),通常要掌握液體的溫度-粘度特性。
某些非牛頓流體(如鉆井泥漿、紙漿、巧克力、油漆)性質(zhì)的液體,它們的流動(dòng)狀態(tài)復(fù)雜,不易斷定其屬性,因此選擇儀表時(shí)要非常謹(jǐn)慎,必要時(shí)與制造廠磋商。
潤(rùn)滑性是更不易評(píng)價(jià)的特性。通常認(rèn)為高粘度液體也有好的潤(rùn)滑性,但是有時(shí)候不定如此。潤(rùn)滑性對(duì)有活動(dòng)測(cè)量元件的儀表(例如容積式和渦輪式)非常重要,有些液體特別是溶劑潤(rùn)滑性*差,會(huì)縮短儀表軸承壽命軸承工況又影響儀表運(yùn)行性能和范圍度。
4、化學(xué)腐蝕和結(jié)垢
流體的化學(xué)性有時(shí)成為選擇測(cè)量方法和儀表的決定因素。某些流體會(huì)引起儀表接觸零件腐蝕,表面結(jié)垢或析出結(jié)晶體金屬表面產(chǎn)生電解化學(xué)作用。這些現(xiàn)象都將降低流量?jī)x表性能和使用壽命,儀表制造廠為此采取措施提供若干變型產(chǎn)品或?qū)S脙x表,以相適應(yīng)。例如選用針對(duì)某些流體抗腐蝕材料或結(jié)構(gòu)上防腐蝕措施,如金屬浮子流量計(jì)內(nèi)襯耐腐蝕工程塑料,孔板用陶瓷材料制造。但那些測(cè)量元件結(jié)構(gòu)和形狀復(fù)雜的儀表(如容積式、渦輪式等)就不易處理使之用于腐蝕液體。
有些流量?jī)x表從原理上就具有耐腐蝕性或易于作耐腐蝕措施。超聲換能器裝在管道外壁不與被測(cè)流體接觸的超聲流量計(jì)本質(zhì)上就是防腐蝕的。液堿計(jì)量表只有一對(duì)形狀簡(jiǎn)單的電*和測(cè)量管襯里與液體接觸,易作針對(duì)性選擇適用材料的防腐措施。 "
液堿計(jì)量表腔體和測(cè)量元件上結(jié)垢或析出結(jié)晶,將減少活動(dòng)部件的間隙,降低敏感元件的靈敏度或測(cè)量性能。又如結(jié)垢在超聲式儀表應(yīng)用上阻礙超聲波發(fā)射,在電磁式儀表應(yīng)用上絕緣了電*的信號(hào)檢測(cè)表面使之無法工作。儀表制造廠往往采用流量傳感器外界加溫防止析出結(jié)晶或裝置除垢器等防范措施無紙記錄儀。
某鋅冶煉廠原用管道輸送廠區(qū)間冶鋅溶液,不僅各類型管道用流量?jī)x表結(jié)垢嚴(yán)重影響工作、即使3-5個(gè)月清除一次管道結(jié)垢,其難度和工程雖都很大。后來將全廠管道改用明渠輸送,并用堰式儀表測(cè)量流量,才方便了除垢工作。
5、壓縮系統(tǒng)和其他參量
測(cè)量氣體需要知道壓縮系數(shù)值以求取工作狀態(tài)下流體密度。成分固定的流體通過壓力、溫度和壓縮系數(shù)計(jì)算密度;成分變動(dòng)的流體和工作于接近(或在)超臨界區(qū),應(yīng)考慮在線測(cè)量密度。
某些流量測(cè)量方法要考慮特定的流體韌性,如熱式儀表要有能適應(yīng)的熱傳導(dǎo)和熱容量,電磁式儀表依賴于液體的一定電導(dǎo)率才能工作。
與某些物質(zhì)在一起會(huì)引起燃燒或急劇反應(yīng)的流體,要對(duì)擬使用的儀表在設(shè)計(jì)上給予驗(yàn)證。例如已經(jīng)知道測(cè)量乙炔氣流量時(shí),流量?jī)x表內(nèi)部若存在急劇的壓力和速度梯度會(huì)突然燃燒。
6、多相和多組份流
測(cè)量多相和多組份流動(dòng)應(yīng)十分謹(jǐn)慎對(duì)待。經(jīng)驗(yàn)表明用于多相或多組份流,測(cè)量性能會(huì)大幅度改變,且有些情況還是末知的。流量?jī)x表一般都在單相流動(dòng)狀態(tài)下評(píng)定其測(cè)量性能,現(xiàn)在還沒有以單相流標(biāo)定的儀表來評(píng)定用于雙相時(shí)系統(tǒng)變化的標(biāo)準(zhǔn)。使用時(shí)盡可能把各相分離后分相測(cè)量以保證獲得*低測(cè)量不確定度,然而有些應(yīng)用場(chǎng)所這種方法還不切實(shí)可行或不合乎要求。
單工質(zhì)流體有時(shí)候也呈現(xiàn)雙相,常見的例于是濕蒸汽,水微粒隨著蒸汽流動(dòng),(濕蒸汽干度:濕蒸汽兩相流中氣相質(zhì)量流量所占兩相質(zhì)量流量的份額)。環(huán)境溫度和介質(zhì)的溫度壓力變化干度可能偏離原定流動(dòng)狀態(tài),儀表就不能適應(yīng)。這些應(yīng)用場(chǎng)所儀表雖還可以應(yīng)用,然而提出儀表規(guī)范時(shí)要比應(yīng)用于單相時(shí)更要謹(jǐn)慎。
漿液可用液堿計(jì)量表,專門設(shè)計(jì)的質(zhì)量式、超聲式或差壓式儀表也可以測(cè)量,能獲得流量與信號(hào)之間穩(wěn)定關(guān)及但儀表的儀表系數(shù)或流出系數(shù)的確定卻不是都能解決的。多相流的復(fù)雜流動(dòng)相間能量、動(dòng)量和質(zhì)量的相互作用*其復(fù)雜,只有個(gè)別情況才能獲得較滿意的結(jié)果,使用時(shí)要*慎重處理。要充分了解流動(dòng)條件。即明確粒子大小、固相含量和固體性質(zhì)。固體性質(zhì)可能是有磨蝕性的、纖維狀的或是尺寸不一的顆粒。磨蝕性混合體產(chǎn)生穩(wěn)定的磨損率,導(dǎo)致儀表誤差以一定的率穩(wěn)定地增加,從而估計(jì)出儀表?yè)p壞的年限。
在流動(dòng)中的液相和氣相混合體,各相特性及其可能產(chǎn)生相間轉(zhuǎn)換現(xiàn)象將影響流動(dòng)特性。流動(dòng)型態(tài)取決于液和氣的相對(duì)占有率和管道方向(水平或垂直)。不同流型需要各自適用和儀表,而確切的相間分布往往不清楚。甚難估計(jì)在這種情況下獲得的測(cè)量性能,但其測(cè)量誤差通常比單相流體測(cè)量時(shí)要多幾倍。
兩種或兩種以上液體匯流混合,并測(cè)量其混合液流量,如液體相互間溶合則不存在問題;但如不相溶合、往往存在流束(線)均勻性問題,流動(dòng)或成為分層流或成為塊狀流,取決于相對(duì)含量和密度差。測(cè)量氣-液流的儀表可能處于大幅度變動(dòng)著的流動(dòng)特性,而流動(dòng)特性則取決于安裝設(shè)計(jì)。
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