楔式流量計的設(shè)計計算及檢定
發(fā)布時間：2023-06-11 01:09:27來源：hseauto.cn來源：..
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以往使用的節(jié)流裝置如孔板、噴嘴和文丘里管等，當(dāng)雷諾數(shù)低至10000時，它們所測得的流量與差壓的方根關(guān)系會出現(xiàn)重大的偏差，而且隨著雷諾數(shù)的降低，偏差會越來越大，致使測量精度受到嚴(yán)重的影響，而楔式流量計在雷諾數(shù)從500到數(shù)百萬的范圍內(nèi)，流量和差壓始終保持方根關(guān)系，流量系數(shù)呈線性狀態(tài)。楔式流量計分為管嘴取壓（圖1）和法蘭取壓（圖2）兩種結(jié)構(gòu)形式。
理論和實(shí)踐證明，楔式流量計非常適用于低雷諾數(shù)流體流量的測量，尤其在測量高粘度流體、含固體顆粒流體、漿狀流體時，更具有其它節(jié)流裝置無法比擬的優(yōu)越性。
楔式流量計產(chǎn)品目前還沒有國際標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過多次檢定和多年的設(shè)計經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，本文將對楔式流量計的設(shè)計計算與檢定進(jìn)行詳細(xì)的分析。
1 楔式流量計原理及設(shè)計計算分析
1.1 基本原理
首先介紹一下楔式流量計的測量原理（圖3），與其它節(jié)流式流量儀表一樣，它也是根據(jù)伯努利方程，利用流體在流動過程中遵守能量守恒定律（即動能和靜壓能之和不變），流體通過起節(jié)流作用的楔塊時流通面積減少，流速增大，靜壓降低，從而在楔形塊兩側(cè)產(chǎn)生壓力差。流體流量與差壓平方根成正比關(guān)系，因此測得壓差即可測得管道中的流量。
1.2 楔式流量計基本公式
1）體積流量
通過楔式流量計的原理可以得出以下結(jié)論，楔形比（h/D）確定以后，節(jié)流面積比m就可以計算出來，通過水流量裝置標(biāo)定出流出系數(shù)C，就可以通過公式計算出流量值Q所對應(yīng)的差壓值ΔP，選擇出適當(dāng)量程的差壓變送器。
2 楔式流量計的檢定
楔式流量計是非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置，產(chǎn)品設(shè)計出廠前需要進(jìn)行實(shí)流標(biāo)定校準(zhǔn)，現(xiàn)對流量計檢定過程進(jìn)行詳細(xì)說明。
2.1 試驗(yàn)設(shè)備和試驗(yàn)條件
2.1.1 試驗(yàn)設(shè)備
a）楔式流量測量節(jié)流裝置用水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置標(biāo)定;
b）流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的不確定度應(yīng)小于或等于楔式流量測量節(jié)流裝置基本誤差的1/3;
c）裝置累積時間內(nèi)的流量穩(wěn)定性應(yīng)優(yōu)于0.2%;
d）配檢定合格的差壓變送器，法蘭取壓楔式流量計配雙法蘭差壓變送器，差壓變送器精度優(yōu)于0.2級;
e）檢定時要求前直管段滿足5D，后直管段滿足2D。
2.1.2 試驗(yàn)條件
a）一般試驗(yàn)大氣條件：
環(huán)境溫度：5～35 ℃;
相對濕度：35%～85%;
大氣壓力：86～106 KPa。
b）其它環(huán)境條件：
機(jī)械振動應(yīng)小到忽略不計。
c）試驗(yàn)介質(zhì)：
水/其它液體。
當(dāng)標(biāo)定用介質(zhì)的密度、粘度不同于工況下的介質(zhì)密度、粘度時，應(yīng)按等雷諾數(shù)原則，對標(biāo)定用流量進(jìn)行換算。
2.2 基本誤差和重復(fù)性誤差
2.2.1 試驗(yàn)方法
楔式流量測量節(jié)流裝置安裝在流量標(biāo)準(zhǔn)裝置水平試驗(yàn)管段上，在流量上限值下預(yù)運(yùn)行一段時間（5分鐘以上），使管道介質(zhì)溫度均勻，流場穩(wěn)定，然后開始進(jìn)行試驗(yàn)，按5個標(biāo)定點(diǎn)qmin、0.3qmax、0.4qmax、0.7qmax、1.0qmax進(jìn)行標(biāo)定分別測出標(biāo)準(zhǔn)流量值、與之對應(yīng)的差壓值及密度值，計算流出系數(shù)。對口徑大于等于300 mm的楔式流量測量節(jié)流裝置qmax允許設(shè)在上限值的80%左右。上述標(biāo)定點(diǎn)如果小于qmin則該點(diǎn)可以取消。
2.2.2 流出系數(shù)的計算
用水流量裝置標(biāo)定時，流出系數(shù)按下式計算：
第i個標(biāo)定點(diǎn)的平均流出系數(shù)為：
裝置的平均流出系數(shù)為：
2.2.3 流出系數(shù)線性度誤差計算
流出系數(shù)線性度誤差為：
2.2.4 流出系數(shù)重復(fù)性誤差計算
第i個標(biāo)定點(diǎn)的流出系數(shù)重復(fù)性誤差為：
楔式流量測量節(jié)流裝置的重復(fù)性誤差為：
2.2.5 楔式流量測量節(jié)流裝置的基本誤差的計算
楔式流量測量節(jié)流裝置基本誤差為：
經(jīng)實(shí)流標(biāo)定后楔式流量測量節(jié)流裝置的基本誤差應(yīng)不超過表1中的規(guī)定，重復(fù)性誤差應(yīng)不超過表2中的規(guī)定。通常楔式流量計檢定精度可以達(dá)到0.5級。
3 結(jié)語
楔式流量計適合于高粘度流體、含固體顆粒液體、漿狀流體、如燃料油、渣油、油漿、廢水等的流量測量。常見的應(yīng)用有：
1）延遲焦化裝置，常減壓裝置中渣油，重油等介質(zhì)流量測量;
2）煉油廠蒸餾渣油外放量，丙烷脫瀝青，氧化瀝青裝置，酮苯脫臘裝置原料流量檢測;
3）重鋼焦化廠工業(yè)萘初塔循環(huán)流量，一段、二段焦油流量測量;
4）鋼鐵廠高爐煤氣測量;
5）污水測量。
楔式流量計是非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置，以上的設(shè)計計算分析實(shí)際上是構(gòu)建了楔式流量計的理論計算模型，檢定過程是產(chǎn)品計量精度的保證，對流量計生產(chǎn)企業(yè)的設(shè)計和生產(chǎn)提供了理論支持和計算依據(jù)，對于用戶的應(yīng)用分析都有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義。
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