0引言(yán)
氣體轉(zhuǎn)子流量(liàng)計
溫(wēn)度壓力補正公(gōng)式由(yóu)流量(liàng)的基本公式與(yǔ)流量(liàng)狀(zhuàng)态的換(huàn)算公式(shì)及(jí)理想氣體狀态議程(chéng)推導而來(lái)。根據(jù)所計(jì)量氣體流量的狀态(标準狀态或(huò)工作狀态)不同,其溫度(dù)壓力(lì)補正(zhèng)系數(shù)也不相同,互爲(wèi)倒數關系(xì)。
目前(qián)在對氣(qì)體(tǐ)轉子(zǐ)流量(liàng)計計量和使用過程(chéng)中,對(duì)溫度(dù)壓力補正(zhèng)存着認識(shí)上的(de)差異,從而在實際工作中經常碰到過一些因(yīn)認識上(shàng)的(de)差異(yì)而導(dǎo)緻一些不(bú)必要(yào)的錯誤,以及時(shí)常走(zǒu)彎路(lù)的(de)現象,現(xiàn)将對(duì)這一(yī)問題的認(rèn)識與體會(huì)提出(chū)來以供大家商(shāng)榷。
1問(wèn)題的提出(chū)
大家都知(zhī)道氣(qì)體轉子流(liú)量計(jì)的刻(kè)度流量爲标準狀态(tài)下的(de)流量(liàng)(即流量計(jì)的(de)氣體絕(jué)對壓(yā)力在(zài)101325pa和流量計(jì)的氣(qì)體溫(wēn)度在(zài)20.0℃時的(de)流量(liàng)),而我(wǒ)們在實際的檢(jiǎn)定工(gōng)作中,由于(yú)溫度(dù)和壓力都是可變量(liàng)。因而(ér)在檢(jiǎn)定或使用(yòng)過程(chéng)中溫度和(hé)壓力不可能與(yǔ)氣體轉子流量(liàng)計的刻度狀态保持一(yī)緻。根據氣體狀态方程(chéng)可知,我們在檢(jiǎn)定氣體(tǐ)轉(zhuǎn)子流量計(jì)時(shí)就必須(xū)對其溫(wēn)度(dù)和壓力進行補正。根(gēn)據國家檢定規(guī)程jg 257中對檢(jiǎn)定氣(qì)體轉子流(liú)量計的示值(zhí)修正在(zài)氣體溫度和壓(yā)力改(gǎi)變時給出(chū)了氣體轉子(zǐ)流量計(jì)的補正公(gōng)式爲(wèi):
式(shì)中: qv爲轉(zhuǎn)子流(liú)量計在刻度(dù)狀态下(xià)的實(shí)際流量; vs爲排出(chū)(流入)裝置(zhì)内的(de)氣體(tǐ)體積;t爲排(pái)出(流入)的(de)時間(jiān); pn, ps, pm分别(bié)爲标準狀(zhuàng)态下,裝(zhuāng)置内和流量計前的氣體絕對(duì)壓(yā)力, pn= 101325pa; tn, ts, tm分(fèn)别爲标準(zhǔn)狀态(tài)下,裝置内和流(liú)量計前的氣體(tǐ)熱力學溫度, tn= 293.15k。
公(gōng)式(1)如(rú)何(hé)推導而(ér)來?并(bìng)且實際應(yīng)用(yòng)時(shí)又應該注(zhù)意哪些問題?我們以(yǐ)容積法爲(wèi)例進行(háng)探讨。
2公(gōng)式的(de)推導
根據流體(tǐ)的連續性(xìng)方程(chéng)與伯(bó)努利方程可(kě)知(zhī)一定(dìng)質量(liàng)的氣(qì)體流(liú)經标(biāo)準裝置和(hé)流(liú)經(jīng)氣體轉子(zǐ)流量時的關系爲
式中(zhōng): vm爲排出(chū)(流入(rù))氣(qì)體(tǐ)轉子(zǐ)流量計内的氣體體積。則
根據瞬時(shí)流量公式可知:
将(jiāng)公式(3)帶(dài)入公(gōng)式(4)得
根據(jù)轉子(zǐ)流量計的工作原(yuán)理可知(zhī):
設轉子的流量(liàng)常數爲a(以下公(gōng)式分别爲: an和am);錐管内(nèi)徑爲df;錐管的(de)錐(zhuī)角爲(wèi)φ;浮子(zǐ)的體積(jī)爲vf;浮子(zǐ)的密度爲ρf;浮子停留的(de)高度爲(wèi)h;轉子(zǐ)的氣體密(mì)度爲ρ(以(yǐ)下(xià)公式(shì)分别爲ρn和(hé)ρm)
式(shì)中: qn爲轉(zhuǎn)子(zǐ)流量計(jì)在标準狀态下(xià)的實際流量; qm爲(wèi)轉子流量(liàng)計在(zài)實際工作狀态下的實際(jì)流量(liàng)。
由(7)÷ (6)得
當被測流(liú)體的粘度與标定(dìng)介質的粘度(dù)相差不(bú)大時,an≈ am。因ρf≥ ρn和ρm,所以ρf-ρn≈ ρf-ρm,則(zé)公式(shì)(8)可簡化爲(wèi)
式中: kn爲轉(zhuǎn)子流量計(jì)在标(biāo)準狀态下(xià)的氣體壓縮系(xì)數; km爲(wèi)轉子(zǐ)流量(liàng)計在(zài)實際(jì)工作狀态下的(de)氣體(tǐ)壓(yā)縮系數(shù)。
在壓(yā)力較低﹑理想氣(qì)體假定成立的範圍内(nèi),氣體壓(yā)縮系數≈ 1,即kn≈ km,則公(gōng)式(10)可簡化爲
由(yóu)(16)式可知當氣體(tǐ)的溫度壓(yā)力變(biàn)化時(shí)其流量也(yě)随之(zhī)發生改變(biàn),既氣(qì)體(tǐ)的密度(dù)也随(suí)之發(fā)生改變。
3應(yīng)用
綜(zōng)合上(shàng)述檢定氣體轉子流(liú)量(liàng)計時溫(wēn)度(dù)壓力補正公(gōng)式,可以得(dé)出(chū)以下結論:可(kě)知當(dāng)氣體(tǐ)的溫度壓(yā)力變化時(shí)其流量也(yě)随(suí)之發生(shēng)改變,既氣體的密度(dù)也随(suí)之發(fā)生改變。在選擇(zé)氣體(tǐ)流量的溫(wēn)度壓(yā)力補正公(gōng)式,要依據氣體(tǐ)轉子流(liú)量計所選定(dìng)的(de)刻度狀态而定,在(zài)實際的氣體流量計(jì)量中(zhōng),通常所計(jì)量的是标(biāo)準狀(zhuàng)态下(0℃ ,101.325kpa及20℃ , 101.325kpa)的(de)氣體體積(jī)流量,這一點應引起大家(jiā)的重視,否(fǒu)則謬之大矣。同時得注意補(bǔ)正的溫(wēn)度和(hé)壓力的類(lèi)别,溫(wēn)度爲氣體(tǐ)的氣(qì)體熱力學(xué)溫度即爲(wèi)攝氏(shì)溫度+ 273.15,壓力爲氣體絕(jué)對壓(yā)力即(jí)檢定時的(de)大氣(qì)壓力(lì)+表(biǎo)壓,這一(yī)點大家在檢定(dìng)過程中(zhōng)必(bì)須也得非常(cháng)清楚;由于流量(liàng)和壓力(lì)的單位有(yǒu)許(xǔ)多(duō)種,在檢定的同時還必須注意各參(cān)數的換算(suàn)單位必須(xū)保持一緻(zhì);以及在(zài)測(cè)量壓力時(shí)必須(xū)注意測量壓力的管徑(jìng)應與被測對象的管徑(jìng)一緻,若兩者(zhě)之間的差(chà)異(yì)較大(dà)時會造(zào)成(chéng)流量(liàng)壓力測量(liàng)不真實(shí),導緻壓力補(bǔ)正的結果(guǒ)與實(shí)際出現偏差。總(zǒng)之在(zài)檢定過程(chéng)中若(ruò)不(bú)注意以上的因數,将最(zuì)終導緻流(liú)量的計算結(jié)果值與(yǔ)實際值(zhí)之(zhī)間産(chǎn)生較大的誤差(chà),從而影(yǐng)響(xiǎng)測試結果的真(zhēn)實性(xìng)和量值傳遞的(de)可靠性。
4使用
氣(qì)體轉子流(liú)量計(jì)在實(shí)際使用的(de)狀态,往往與刻(kè)度狀(zhuàng)态不(bú)同。因(yīn)此,使用時(shí)讀取(qǔ)的流(liú)量(liàng)示值,并(bìng)不是流過(guò)流量(liàng)計的流體的真(zhēn)實流量,必(bì)須對使用(yòng)的(de)狀态進行修正,才(cái)能得到真實(shí)的流量(liàng)。
轉子流量計在使用狀态下的(de)流量示值按公(gōng)式(12)計算(suàn);轉子流(liú)量(liàng)計在(zài)标準狀(zhuàng)态下(xià)的(de)流(liú)量示值,由(yóu)公式(shì)(2)和公(gōng)式(12)可(kě)得
式中: q0爲(wèi)轉子流量計在(zài)标準狀态下的(de)流量; qn爲(wèi)轉(zhuǎn)子流量計(jì)的刻度流(liú)量。
5結束(shù)語
随着(zhe)流量測試技術(shù)的不斷發展和(hé)各種新型的流量計的廣(guǎng)泛應(yīng)用,使流(liú)量(liàng)測量(liàng)向精(jīng)度佳、智能化(huà)方向發展。這(zhè)就爲(wèi)我們(men)的檢定工(gōng)作提出了(le)新的要(yào)求(qiú),而且大部分的流量計在檢(jiǎn)定時都(dōu)會存(cún)在(zài)溫度壓(yā)力補(bǔ)正。作爲檢定工(gōng)作者不僅(jǐn)要懂得如(rú)何檢定(dìng),更應知道檢(jiǎn)定過程中(zhōng)溫度壓力補正公式(shì)是如何(hé)而(ér)來。隻有這(zhè)樣才(cái)能從本質上分(fèn)析問(wèn)題,更加快捷處理檢定工(gōng)作中(zhōng)出現(xiàn)的問題。進(jìn)一步提高(gāo)我們(men)的計量(liàng)水平,爲(wèi)擴大再生産提供有(yǒu)力的技術(shù)保障和支持。
以上内(nèi)容來源于(yú)網(wǎng)絡(luò),如有(yǒu)侵權請聯系即删除(chú)!