摘要(yao)：針對(dui)流量(liang)計 在(zai)測量(liang)氣體(ti)和蒸(zheng)汽流(liu)量時(shi)需對(dui)溫度(du)、壓力(li)補償(chang)的問(wen)✨題，根(gen)據㊙️各(ge)流量(liang)計的(de)測量(liang)原理(li)不同(tong)，選擇(ze)合适(shi)的測(ce)溫點(dian)和測(ce)壓點(dian)位置(zhi)對測(ce)量的(de)準确(que)性至(zhi)關重(zhong)要。分(fen)析了(le)幾種(zhong)流📱量(liang)計溫(wen)度、壓(ya)力補(bu)償的(de)目的(de)以及(ji)溫度(du)、壓力(li)參數(shu)的測(ce)量👅要(yao)求，提(ti)出了(le)測溫(wen)口🤞、測(ce)壓口(kou)開♌口(kou)位置(zhi)的合(he)理選(xuan)擇。提(ti)供了(le)利用(yong)焦耳(er)－湯姆(mu)遜系(xi)數計(ji)算上(shang)下遊(you)溫差(cha)的實(shi)例。
不(bu)同原(yuan)理的(de)流量(liang)計,流(liu)體溫(wen)度和(he)壓力(li)的變(bian)化對(dui)測量(liang)👣結果(guo)👣的影(ying)響各(ge)不相(xiang)同,因(yin)此在(zai)測得(de)流體(ti)的溫(wen)度和(he)壓力(li)後,要(yao)按規(gui)定的(de)關🐅系(xi)式進(jin)行補(bu)償。流(liu)體在(zai)管道(dao)内流(liu)動,由(you)于流(liu)量傳(chuan)感器(qi)、各🌐種(zhong)阻流(liu)件的(de)影響(xiang),在管(guan)道的(de)不同(tong)部位(wei)測得(de)的溫(wen)度和(he)壓力(li)值也(ye)會有(you)很大(da)差異(yi),因此(ci)用作(zuo)流量(liang)測量(liang)溫，度(du)壓力(li)補償(chang)的測(ce)量🙇‍♀️點(dian)的位(wei)置也(ye)有⭕明(ming)确規(gui)定,不(bu)能随(sui)意确(que)定。
下(xia)面以(yi)幾種(zhong)典型(xing)流量(liang)計爲(wei)例，論(lun)述流(liu)量測(ce)量中(zhong)溫度(du)♈壓力(li)檢測(ce)點設(she)計中(zhong)的有(you)關問(wen)題。
1渦(wo)街流(liu)量計(ji)溫度(du)壓力(li)測點(dian)的設(she)計
1.1 渦(wo)街流(liu)量計(ji) 工作(zuo)原理(li)
　　在流(liu)體流(liu)動的(de)管道(dao)中設(she)置1個(ge)旋渦(wo)發生(sheng)體(阻(zu)流件(jian)),于是(shi)在📧發(fa)☎️生🌈體(ti)下遊(you)就會(hui)交替(ti)地産(chan)生有(you)規則(ze)的旋(xuan)🆚渦,這(zhe)👉種旋(xuan)渦稱(cheng)爲卡(ka)♌曼渦(wo)街，該(gai)旋渦(wo)的頻(pin)率與(yu)流過(guo)發生(sheng)體的(de)流速(su)成正(zheng)比關(guan)系。由(you)于旋(xuan)渦‼️流(liu)量傳(chuan)感器(qi)的流(liu)通截(jie)面積(ji)是1個(ge)常數(shu),因此(ci)旋渦(wo)的頻(pin)率與(yu)流過(guo)🥰發生(sheng)體的(de)流體(ti)體積(ji)流量(liang)成正(zheng)比1-2]，如(ru)式💜（1）所(suo)示：

　　式(shi)中:qvf--旋(xuan)渦發(fa)生體(ti)出口(kou)的工(gong)況體(ti)積流(liu)量，m3 /h;?--旋(xuan)渦頻(pin)率,P/s;Kt--工(gong)㊙️作狀(zhuang)态下(xia)流量(liang)系數(shu),1/m3。
1.2溫度(du)壓力(li)補償(chang)的目(mu)的
1.2.1 氣(qi)體流(liu)量測(ce)量的(de)溫度(du)壓力(li)補償(chang)
　　在氣(qi)體流(liu)量測(ce)量中(zhong),測得(de)工作(zuo)狀态(tai)體積(ji)流量(liang)不是(shi)⛱️最📞終(zhong)目的(de)，得到(dao)标準(zhun)狀态(tai)體積(ji)流量(liang)才是(shi)最終(zhong)目标(biao)。由工(gong)作狀(zhuang)态體(ti)積流(liu)量到(dao)标準(zhun)狀态(tai)體積(ji)流量(liang)的換(huan)算，一(yi)般在(zai)流量(liang)演算(suan)器中(zhong)完成(cheng),其依(yi)據如(ru)式(2)[3]:

　　式(shi)中: qvt--工(gong)況條(tiao)件下(xia)的體(ti)積流(liu)量，m3/h;qvn--标(biao)準狀(zhuang)态體(ti)積流(liu)量,m3/h;pf,pn--工(gong)作狀(zhuang)态、标(biao)👈準狀(zhuang)态流(liu)體絕(jue)對靜(jing)壓，MPa, pn=0.101 325 MPa;Tf,Tn--工(gong)況條(tiao)件下(xia)、标✍️準(zhun)狀态(tai)流🚶‍♀️體(ti)熱力(li)學溫(wen)度,K,Tn= 293.15 K;Zf,Zn- -工(gong)況條(tiao)件下(xia)、标準(zhun)狀态(tai)氣✉️體(ti)壓縮(suo)🔞系數(shu)。
　　在式(shi)(2)中,Zf和(he)Zn一般(ban)由流(liu)量演(yan)算器(qi)按設(she)計 好(hao)的程(cheng)序自(zi)動計(ji)算得(de)到[4],qv由(you)式(1)計(ji)算得(de)到，而(er)pf和Tf則(ze)必須(xu)經實(shi)測得(de)到。
1.2.2蒸(zheng)汽流(liu)量測(ce)量的(de)溫度(du)壓力(li)補償(chang)
　　在蒸(zheng)汽流(liu)量測(ce)量中(zhong)，雖然(ran)也有(you)溫度(du)壓力(li)補償(chang)，但補(bu)償😄的(de)意義(yi)與🈲式(shi)(2)完全(quan)不同(tong)[3]
　　用渦(wo)街流(liu)量計(ji)測量(liang)蒸汽(qi)流量(liang)的系(xi)統中(zhong)，測量(liang)的目(mu)的是(shi)🥰得☂️到(dao)蒸⭐汽(qi)質量(liang)流量(liang)值,如(ru)式(3)所(suo)示:

　　式(shi)中: q,m質(zhi)量流(liu)量,kg/h;ρf一(yi)工況(kuang)條件(jian)下的(de)旋渦(wo)發生(sheng)體出(chu)口蒸(zheng)汽密(mi)度🚶‍♀️,kg/m3,可(ke)通過(guo)查蒸(zheng)汽密(mi)度表(biao)得到(dao)
1)對于(yu)過熱(re)蒸汽(qi)，可由(you)流量(liang)演算(suan)器按(an)式(4)自(zi)動查(cha)蒸汽(qi)密度(du)表得(de)到:

　　由(you)于蒸(zheng)汽的(de)狀态(tai)随溫(wen)度壓(ya)力參(can)數而(er)變化(hua),因此(ci)有些(xie)蒸汽(qi)流量(liang)計安(an)裝地(di)點的(de)蒸汽(qi)狀态(tai)難以(yi)确定(ding),有時(shi)處于(yu)過熱(re)狀态(tai),有時(shi)處于(yu)飽和(he)狀态(tai)。白天(tian)管道(dao)内流(liu)速高(gao),處于(yu)過㊙️熱(re)狀态(tai);夜間(jian)管道(dao)内流(liu)速低(di),進入(ru)飽和(he)狀态(tai)。這時(shi),應對(dui)其溫(wen)度壓(ya)力都(dou)進行(hang)測☎️量(liang),由流(liu)量演(yan)算器(qi)自動(dong)判斷(duan)，如果(guo)處🤞于(yu)過熱(re)狀态(tai)🆚，則儀(yi)表自(zi)動轉(zhuan)向根(gen)據式(shi)(4)查過(guo)熱蒸(zheng)汽密(mi)度表(biao);如果(guo)已進(jin)入飽(bao)和區(qu)間，則(ze)儀表(biao)自動(dong)轉向(xiang)按式(shi)(5)查飽(bao)和蒸(zheng)汽密(mi)度表(biao)。
　　利用(yong)蒸汽(qi)的溫(wen)度壓(ya)力參(can)數自(zi)動判(pan)斷蒸(zheng)汽處(chu)于過(guo)熱狀(zhuang)态還(hai)是🈚飽(bao)和狀(zhuang)态,原(yuan)理如(ru)圖1所(suo)示[3]。關(guan)鍵是(shi)判斷(duan)蒸汽(qi)的溫(wen)度壓(ya)力值(zhi)是落(luo)在臨(lin)界飽(bao)和曲(qu)線的(de)下方(fang)還是(shi)上方(fang)，如果(guo)✔️落在(zai)下方(fang)，則爲(wei)過熱(re)狀态(tai);如果(guo)落在(zai)💋上方(fang)，則爲(wei)飽和(he)狀态(tai)💯。

　　在這(zhe)種情(qing)況下(xia),一般(ban)壓力(li)測量(liang)精度(du)高,查(cha)表得(de)到的(de)密🍓度(du)值的(de)精度(du)也比(bi)較高(gao),因此(ci)通常(chang)采用(yong)式(5)求(qiu)取密(mi)度,式(shi)(6)一般(ban)不采(cai)用。
1.3溫(wen)度壓(ya)力測(ce)量點(dian)位置(zhi)的選(xuan)取
　　氣(qi)體和(he)蒸汽(qi)都是(shi)可壓(ya)縮流(liu)體，在(zai)流過(guo)渦街(jie)流量(liang)傳感(gan)器🧡時(shi),都會(hui)産生(sheng)一定(ding)的壓(ya)降。因(yin)此,在(zai)管道(dao)上不(bu)同🙇‍♀️位(wei)置開(kai)口測(ce)流體(ti)的絕(jue)對🌐靜(jing)壓,得(de)到的(de)結果(guo)也不(bu)同🚶。在(zai)旋渦(wo)發生(sheng)體🧑🏽‍🤝‍🧑🏻上(shang)遊處(chu)，靜壓(ya)最高(gao);在旋(xuan)渦發(fa)生體(ti)流🥵速(su)最高(gao)處,靜(jing)壓最(zui)低,再(zai)往下(xia)遊,靜(jing)壓會(hui)有少(shao)許恢(hui)複。
旋(xuan)渦發(fa)生體(ti)前後(hou)的永(yong)久性(xing)壓降(jiang)，計算(suan)公式(shi)如式(shi)(7)所㊙️示(shi):

式中(zhong):△p-旋渦(wo)發生(sheng)體前(qian)後壓(ya)降,Pa;?--介(jie)質流(liu)速,m/s.
　　以(yi)旋渦(wo)流量(liang)計爲(wei)例,不(bu)同型(xing)号流(liu)量儀(yi)用于(yu)溫度(du)壓力(li)補償(chang)的溫(wen)度壓(ya)力測(ce)量點(dian)的安(an)裝位(wei)置有(you)不同(tong)的要(yao)求。壓(ya)力👨‍❤️‍👨測(ce)點到(dao)旋渦(wo)發生(sheng)體的(de)上限(xian)距離(li)與下(xia)限距(ju)離有(you)很大(da)差異(yi)。從3.5D~5.5D到(dao)3.5D~ 7.5D,使設(she)計人(ren)員犯(fan)難,因(yin)此研(yan)究該(gai)距離(li)對儀(yi)表的(de)準确(que)安裝(zhuang)有重(zhong)要意(yi)義。
　　仔(zai)細研(yan)究橫(heng)河渦(wo)街産(chan)品的(de)發展(zhan)曆史(shi),在*CD型(xing)儀表(biao)發💘展(zhan)階段(duan)🚶‍♀️，渦街(jie)👄流量(liang)計最(zui)小通(tong)徑隻(zhi)能做(zuo)到DN25,對(dui)于DN25渦(wo)街産(chan)品🌏,5.5D即(ji)爲138 mm,在(zai)法蘭(lan)下遊(you)的管(guan)道上(shang)開取(qu)壓口(kou),在工(gong)程⚽上(shang)還是(shi)可行(hang)的。但(dan)到了(le)👌*D型儀(yi)表發(fa)展階(jie)段,最(zui)小通(tong)徑⁉️可(ke)達到(dao)DN15，同樣(yang)是5.5D，但(dan)對應(ying)的尺(chi)寸🤟變(bian)爲83 mm,要(yao)在如(ru)此短(duan)的距(ju)離上(shang)開取(qu)壓口(kou),需要(yao)放寬(kuan)距離(li)以滿(man)足工(gong)程中(zhong)的需(xu)求。無(wu)論哪(na)種情(qing)況,實(shi)際上(shang)兩者(zhe)本質(zhi)上是(shi)一緻(zhi)的。
2差(cha)壓流(liu)量計(ji)溫度(du)壓力(li)測點(dian)位置(zhi)的設(she)計
　　差(cha)壓式(shi)流量(liang) 計的(de)種類(lei)很多(duo)，下面(mian)以使(shi)用最(zui)多的(de)标準(zhun)差壓(ya)式流(liu)🆚量🤟計(ji)爲例(li)，說明(ming)溫度(du)壓力(li)測點(dian)位置(zhi)的設(she)計
2.1差(cha)壓流(liu)量計(ji)工作(zuo)原理(li)
差壓(ya)流量(liang)計工(gong)作原(yuan)理如(ru)式(8)所(suo)示:

　　式(shi)中: C———流(liu)出系(xi)數;β———直(zhi)徑比(bi)，β= d/D;D———管道(dao)内徑(jing),m;d--工作(zuo)條件(jian)下節(jie)流件(jian)的開(kai)孔直(zhi)徑,m;ε1一(yi)-節流(liu)件正(zheng)端取(qu)壓口(kou)平面(mian)上的(de)可📧膨(peng)脹性(xing)系數(shu);ρ1一節(jie)流🏒件(jian)正端(duan)取壓(ya)口平(ping)面上(shang)的流(liu)體密(mi)度,kg/m3。
　　差(cha)壓流(liu)量計(ji)的本(ben)質是(shi)質量(liang)流量(liang)計，在(zai)式(8)中(zhong),沒有(you)出現(xian)溫‼️度(du)🏒和壓(ya)力這(zhe)兩個(ge)變量(liang),但應(ying)用這(zhe)種流(liu)量計(ji)測量(liang)氣體(ti)和蒸(zheng)汽的(de)流🔞量(liang)時，流(liu)體溫(wen)度和(he)壓力(li)的變(bian)化，會(hui)使式(shi)中的(de)密度(du)ρ1産生(sheng)變化(hua),進而(er)影響(xiang)流量(liang)示值(zhi)。
對于(yu)組分(fen)穩定(ding)的氣(qi)體,可(ke)用式(shi)(9)計算(suan):

　　式中(zhong):p1--節流(liu)件正(zheng)端取(qu)壓口(kou)平面(mian)上的(de)流體(ti)壓力(li)，MPa; pn--氣體(ti)标準(zhun)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻狀态(tai)壓力(li)，取值(zhi)爲0.101 325 MPa;Tf1--節(jie)流件(jian)正端(duan)取壓(ya)口平(ping)面上(shang)的流(liu)體溫(wen)度，K; Z f1一(yi)工作(zuo)狀态(tai)下氣(qi)體壓(ya)縮系(xi)數,純(chun)數;Pn标(biao)準狀(zhuang)态流(liu)體密(mi)💘度,kg/ m3。
　　對(dui)蒸汽(qi)來說(shuo),可用(yong)式(10)由(you)流量(liang)演算(suan)器自(zi)動查(cha)表的(de)方法(fa)得到(dao)ρ1[5]

　　毫無(wu)疑問(wen)，式(9)和(he)式(10)都(dou)表明(ming)，壓力(li)取自(zi)正端(duan)取壓(ya)口,在(zai)具體(ti)實施(shi)🐇時也(ye)比較(jiao)方便(bian),難的(de)是正(zheng)端取(qu)壓口(kou)處的(de)流體(ti)溫度(du)的測(ce)量。
該(gai)标準(zhun)還規(gui)定,一(yi)般可(ke)以假(jia)設差(cha)壓口(kou)上遊(you)和下(xia)遊的(de)流體(ti)溫度(du)是相(xiang)同的(de)。然而(er)，如果(guo)流體(ti)是非(fei)理想(xiang)流體(ti),而又(you)需要(yao)計量(liang)準确(que)，且上(shang)遊取(qu)壓口(kou)和一(yi)次裝(zhuang)置下(xia)遊測(ce)溫處(chu)又存(cun)在較(jiao)大的(de)壓力(li)損失(shi)，則假(jia)設兩(liang)點之(zhi)間是(shi)等焓(han)膨脹(zhang),必須(xu)根據(ju)下遊(you)溫度(du)計算(suan)上遊(you)溫度(du)。對于(yu)孔闆(pan)計算(suan)時，應(ying)根據(ju)下式(shi)計算(suan)壓力(li)損失(shi)Δ?。

　　式中(zhong): T--絕對(dui)(熱力(li)學)溫(wen)度;p--流(liu)經管(guan)道的(de)流體(ti)靜壓(ya); H--焓; Ro--通(tong)用氣(qi)🔅體常(chang)數👈;Cm,P --定(ding)壓摩(mo)爾比(bi)熱容(rong);Z--壓縮(suo)系數(shu)。
3渦輪(lun)流量(liang)計溫(wen)度壓(ya)力測(ce)點的(de)設計(ji)
　　 渦輪(lun)流量(liang)計 用(yong)來測(ce)量氣(qi)體流(liu)量時(shi),也需(xu)要進(jin)行溫(wen)度壓(ya)力補(bu)償，以(yi)便将(jiang)工作(zuo)狀态(tai)下的(de)體積(ji)流量(liang)換算(suan)到标(biao)準狀(zhuang)态體(ti)積✍️流(liu)量.
3渦(wo)輪流(liu)量計(ji)溫度(du)壓力(li)測點(dian)的設(she)計
　　渦(wo)輪流(liu)量計(ji)用來(lai)測量(liang)氣體(ti)流量(liang)時,也(ye)需要(yao)進行(hang)溫度(du)壓力(li)補償(chang)🌂，以便(bian)将工(gong)作狀(zhuang)态下(xia)的體(ti)積流(liu)量換(huan)算到(dao)标準(zhun)狀态(tai)體🧑🏽‍🤝‍🧑🏻積(ji)流量(liang)。
　　該換(huan)算所(suo)依據(ju)的公(gong)式與(yu)式(2)相(xiang)同,但(dan)是由(you)于測(ce)量原(yuan)🥵理的(de)不同(tong)，測壓(ya)點的(de)位置(zhi)有很(hen)大的(de)差别(bie)。GB/T 21391- 2008《用 氣(qi)體渦(wo)輪流(liu)量計(ji) 測量(liang)天然(ran)氣流(liu)量》給(gei)出了(le)渦輪(lun)流量(liang)計在(zai)管道(dao)上典(dian)型的(de)安裝(zhuang)圖❄️[9]]。同(tong)時在(zai)文字(zi)描述(shu)中規(gui)定,渦(wo)輪葉(ye)輪處(chu)🤟的靜(jing)🔞壓測(ce)壓口(kou)至少(shao)要有(you)1個，孔(kong)徑範(fan)圍在(zai)3~ 12 mm。該标(biao)準同(tong)時規(gui)定,溫(wen)度傳(chuan)感器(qi)應安(an)裝在(zai)葉輪(lun)的下(xia)遊端(duan)，其離(li)葉輪(lun)的距(ju)離應(ying)小于(yu)5D,伸入(ru)管道(dao)公稱(cheng)通徑(jing)約33%處(chu),但長(zhang)度不(bu)能超(chao)過150 mm。
4結(jie)束語(yu)
1)用來(lai)測量(liang)氣體(ti)和蒸(zheng)汽流(liu)量的(de)流量(liang)計,除(chu)了個(ge)别的(de)流量(liang)計🏃🏻‍♂️之(zhi)外，都(dou)需進(jin)行流(liu)體溫(wen)度、壓(ya)力補(bu)償。由(you)于流(liu)體種(zhong)類的(de)不同(tong),補償(chang)的目(mu)🐉的也(ye)不盡(jin)相同(tong);由于(yu)溫度(du)和壓(ya)力的(de)變化(hua)❤️,對不(bu)同原(yuan)理流(liu)量計(ji)的影(ying)響不(bu)相同(tong),因此(ci)測溫(wen)💘點和(he)測壓(ya)點位(wei)置也(ye)有不(bu)同的(de)要求(qiu),隻有(you)合理(li)地确(que)定這(zhe)些位(wei)置,才(cai)有可(ke)能準(zhun)确地(di)補償(chang)。
2)渦街(jie)流量(liang)計用(yong)于溫(wen)度壓(ya)力補(bu)償的(de)測壓(ya)口，宜(yi)選在(zai)旋渦(wo)🥵發生(sheng)體下(xia)遊的(de)直管(guan)段上(shang)，應盡(jin)可能(neng)靠近(jin)流量(liang)計,但(dan)應便(bian)于施(shi)工和(he)維修(xiu)(不能(neng)選在(zai)旋渦(wo)體上(shang)遊的(de)直管(guan)段上(shang))。測溫(wen)口應(ying)選在(zai)測壓(ya)口下(xia)遊150~200 mm處(chu)。
3)差壓(ya)流量(liang)計用(yong)于溫(wen)度壓(ya)力補(bu)償的(de)測壓(ya)點，應(ying)選在(zai)差壓(ya)正端(duan)取壓(ya)口處(chu);測溫(wen)點一(yi)般選(xuan)在差(cha)壓裝(zhuang)置下(xia)遊5D~15D處(chu),并假(jia)設差(cha)壓口(kou)上遊(you)和下(xia)遊的(de)流體(ti)溫度(du)是相(xiang)同的(de)。如果(guo)是非(fei)理想(xiang)氣體(ti)，而又(you)需要(yao)計量(liang)正确(que)，且上(shang)🔞遊取(qu)壓口(kou)和差(cha)壓裝(zhuang)置下(xia)遊測(ce)溫處(chu)又存(cun)在較(jiao)大的(de)壓力(li)損失(shi)，則可(ke)采用(yong)焦耳(er)一湯(tang)姆遜(xun)系數(shu)計算(suan).上遊(you)取壓(ya)口到(dao)下👅遊(you)♋溫口(kou)處的(de)相應(ying)溫差(cha)△T。
4)基于(yu)絕熱(re)膨脹(zhang)等焓(han)變化(hua)的原(yuan)理,利(li)用蒸(zheng)汽性(xing)質表(biao),可🔅方(fang)便㊙️地(di)求取(qu)适用(yong)于蒸(zheng)汽的(de)焦耳(er)一湯(tang)姆遜(xun)系數(shu)。
5)渦輪(lun)流量(liang)計用(yong)于溫(wen)度壓(ya)力補(bu)償的(de)測壓(ya)點，宜(yi)設在(zai)渦輪(lun)葉輪(lun)前取(qu)壓口(kou)處;測(ce)溫口(kou)應選(xuan)在葉(ye)輪下(xia)遊段(duan),離葉(ye)輪的(de)距離(li)應小(xiao)于5D。

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