气体流量计生产厂家

24小时在线服务
当前位置:2019亚洲杯下注 > 选型手册 >

气体流量计测量的温压补偿算法

时间:2018/04/22来源:未知

 除质量流量计外,流量计直接测量工况下的体积流量,通用单位是m3/h(立方米/小时),表示测量时的压力、温度下的流量,为统一计量,必须将不同工况下的测量值进行统一到标准状态下(通常指温度为0℃(273.15开尔文)和压强为101.325千帕(1标准大气压,760毫米汞柱)),单位用Nm3/h(标立方米/小时)表示,这个转换的过程就是温压补偿。根据测量目标体积流量计可分为:速度式流量计和容积式流量计,根据流量方程,可以归纳为以下二类: 

流量公式与气体状态无关的流量计:
  容积式流量计(常用有腰轮流量计、椭圆齿轮流量计、刮板流量计)流量公式为: 
  其中,V为测量式的容积;n为转速。涡轮流量计流量方程为: 
计算公式
 其中,ξ 为单位体积流量通过磁电转换器所输出的脉冲数;n为涡轮的转速; Z为叶片的数目。涡街流量计流量方程为: 
计算公式

 其中,ƒ—每一列漩涡产生的频率;u—流体流速; d—直径漩涡发生体的特征尺寸; St—斯特罗哈尔数; D —管道内径 ; A —在漩涡发生体处的流通截面积 。 
 当前超声波流量计主要的超声检测方法是传播时间法,其基本原理是通过测量超声波顺流和逆流传播时的速度差或时间差来反映流速及流量[10,11]。其流量方程可表示为: 
计算公式

 其中,qv —工况体积流量; A —管道流通截面积 ; Ts —超声波顺流传播的时间; Tn —超声波逆流传播的时间; L —超声波在传感器之间的声道长度;θ —管轴线与传感器声道之间的夹角;D —管道内径 ; K —速度分布剖面的修正系数。从以上的流量方程可看出,这类流量计的测量值与被测气体的状态(压力、温度、密度)是无关的,因此它们的温压补偿算法可以直接用气体状态方程: 
可 知 , 经 过 温 压 补 偿 的 气 体 流 量 q0, 单 位 是 Nm3/h,

  其中,Z0为标况下的的气体压缩因子,可认为是1;Z1为工况下的气体压缩因子;P1、T1为工况下的压力、温度,单位为kPa、K;P0、T0为标况下的压力、温度,单位是kPa、K; 

 利用伯努利方程原理的流量计:
  运动的流体遵循能量守恒定律和质量守恒定律,可用伯努利方程来表示,对于不可压缩气体,伯努利方程[12、13]如下: 
计算公式
  即气体的流量与气体的静压有关。如果在气体管道内放置一个小于流通面积的节流件,会使流体的流速增快、静压降低,那么在节流件前后就会形成一定的压力差。则气体的体积流量qv与节流件前后差压的平方根ΔP成正比。可简化为: 
计算公式
 其中qv为体积流量,K为比例系数,仅与节流装置、管径、流体压缩系数相关,ρ为气体密度。  这个流量公式适用的流量仪表有孔板、文丘里、喷嘴、平衡流量计等等。  以宁波钢铁有限企业的平衡流量计为例说明这类流量计的温压补偿算法。这类流量计涉及三种状态,设计工况的压力、温度,记为P1、T1;工作时的实际压力、温度,记为P2、T2;标态下的压力、温度,记为P0、T0。下图是某平衡流量计的计算书: 
表 2.1   平衡流量计计算书

表2.1 平衡流量计计算书 
 从上图可看出,利用伯努利方程原理的流量计根据用户待测气体正常的工作压力、温度、流量来设计这只流量计,只有在设计条件下工作,得到的流量值是准确的。例如,根据计算书,这只平衡流量计工作在P=600kPa,T=25℃时,如果检测到的差压是31.118318kPa,那么流量是2500Nm3/h。实际生产中,气体在一个区间内波动,不可能固定是设计压力,所以必须进行二次温压补偿,温压补偿公式推导如下: 
 由于计算书提供的是标态下的流量值,先把它换算为设计状态下的值: 
计算公式

  其中,P2、T2、q2、Z2为设计状态下的压力、温度、流量; P0、T0、q0、Z0为设计状态下的压力、温度、流量,Z0=1;根据流量方程: 
计算公式
 这样,根据计算书,大家可以计算得知K值。        再假定工况下待测气体压力、温度、压缩因子为P1、T1、Z1,密度为ρ1,流量值为q1,根据流量方程:
11ρPKqΔ=                         (公式2.12)   而流量计实际测量值q2为: 22ρPKqΔ=                         (公式2.13)   由公式2.12、2.13可知: 1221ρρqq=                         (公式2.14)   根据气体状态方程,  ZRTP=ρ  可知: 

计算公式

其中,q2的单位与计算书中一样是标立方米/小时;q0的为工况条件下,经温压补偿后的流量值,单位标立方米/小时。 

小结:
 比较式(2.6)与(2.17),可知这两类流量计的温压补偿算式完全不一样,针对不同类型的流量仪表一定要注意选用正确的温压补偿算法,否则给流量计量造成很大的偏差。 

常见问题
资料查询
价格咨询
江苏华云仪表有限企业
销售电话:0517-86996066
企业传真:0517-86883033
手 机:18915186518
E-mail:[email protected]
企业地址:江苏省淮安市金湖县工业园同泰大道99号
XML 地图 | Sitemap 地图