摘要:孔闆(pǎn)流量計
在(zài)核電廠中應用廣泛(fàn)。以某(mǒu)核(hé)電廠孔闆流(liú)量計爲(wèi)例(lì),通過(guò)6個假(jiǎ)設(shè)流量點在同等壓力波動下儀表(biǎo)顯示誤差的計(jì)算,分析了孔(kǒng)闆流量(liàng)計的工作(zuò)誤差及誤(wù)差(chà)趨勢,有(yǒu)利于孔闆流量(liàng)計的正确使用(yòng)。
1概述
孔闆流量(liàng)計是(shì)壓差(chà)流量(liàng)計的一種(zhǒng),是使(shǐ)用廣(guǎng)泛(fàn)、曆史久的(de)一(yī)種流(liú)量測(cè)量儀(yí)表,在核電廠有廣泛使用(yòng)。在核電(diàn)的調試(shì)過程(chéng)中,不(bú)同工(gōng)況下(xià)的流量跨(kuà)度較大,連接孔闆流(liú)量計(jì)的測量誤差,正(zhèng)确的(de)使用(yòng)孔闆流量計對調試結果(guǒ)的影(yǐng)響較大。筆(bǐ)者分(fèn)析了(le)不同(tóng)流量下孔闆流量計的(de)誤差,孔(kǒng)闆(pǎn)流(liú)量計的使(shǐ)用有(yǒu)一定的指導作(zuò)用。
2孔(kǒng)闆流(liú)量計(jì)的工(gōng)作原理
孔闆流量計(jì)就(jiù)是在管道中(zhōng)放置一(yī)個(gè)比管道内徑還小的(de)孔闆。在(zài)孔闆前(qián)流體(tǐ)穩定的向前流(liú)動,流體流(liú)過孔闆(pǎn)時,由于孔徑(jìng)變小(xiǎo),截面(miàn)積收(shōu)縮(suō),使(shǐ)穩定流動(dòng)狀态被打(dǎ)破。在孔闆附近(jìn)收縮處,流體的(de)流速會(huì)增加,這(zhè)樣流體(tǐ)的靜壓(yā)力就(jiù)會增加,在孔闆前(qián)後會造(zào)成靜(jìng)壓差。産生的靜(jìng)壓差(chà)和流(liú)體的流(liú)量有關,流量(liàng)越大(dà)靜壓差也越大(dà),通過(guò)測量靜(jìng)壓差就(jiù)可以來(lái)測量流(liú)體的(de)流量(liàng)。根據(jù)流體力學基本知識(shí),流體經過(guò)節流後,壓(yā)降與(yǔ)流速的平(píng)方成(chéng)正比,即(jí):
式(3)中:u0爲(wèi)孔闆(pǎn)流量計輸(shū)出;ui爲孔闆(pǎn)壓差(chà)輸出;t爲0點輸(shū)出(chū)值。
3孔闆流(liú)量計示數波動分析(xī)
以某核電(diàn)廠孔(kǒng)闆式流量計爲(wèi)例,型号爲rosemount1152dp5n92t1917;流(liú)量(liàng)範圍爲(wèi)0~1200m3/h;壓差範(fàn)圍爲0~200kpa;壓(yā)差傳感(gǎn)器輸出電流範圍(wéi)爲(wèi)4~20ma;流(liú)量(liàng)計輸出電(diàn)流範圍爲(wèi)4~20ma。公式(2)和(3)可(kě)轉化(huà)爲
同(tóng)理(lǐ),當孔闆(pǎn)流量(liàng)計顯(xiǎn)示流量爲300m3/h左右時,此(cǐ)時儀(yí)表輸出u0約(yuē)爲8ma,壓(yā)差傳感器(qì)輸出ui約爲5ma,孔闆壓差(chà)約爲12.5kpa。
如果(guǒ)差壓出現+0.5%的波(bō)動,流量的變化(huà)率爲4%.
如果(guǒ)差壓(yā)出現(xiàn)-0.5%的波動,流(liú)量的(de)變化率爲(wèi)-4%.
當孔(kǒng)闆流量計(jì)顯示流(liú)量爲400m3/h左右時(shí),儀表輸出u0約爲9.33ma,壓(yā)差傳感器輸出(chū)ui約爲5.78ma,孔(kǒng)闆壓(yā)差約(yuē)爲22.22kpa。
如(rú)果差(chà)壓出現+0.5%的(de)波動,流量(liàng)的變化率爲(wèi)2.38%.如果差(chà)壓出現(xiàn)-0.5%的波動,流量(liàng)的變(biàn)化率(lǜ)爲-2.13%.當孔闆(pǎn)流量(liàng)計顯(xiǎn)示(shì)流(liú)量爲(wèi)600m3/h左右(yòu)時,儀表輸(shū)出u0約(yuē)爲12ma,壓差傳(chuán)感器輸出ui約爲(wèi)8ma,孔闆壓(yā)差約爲(wèi)50kpa。
如果差壓出現(xiàn)+0.5%的波動,流量變(biàn)化率爲0.5%.
如果壓差出現-0.5%波動,流(liú)量變化率(lǜ)爲-1%.
當(dāng)孔闆(pǎn)流量(liàng)計顯(xiǎn)示流量爲800m3/h左右時,此時儀表輸出u0約爲14.67ma,壓差傳(chuán)感器(qì)輸(shū)出ui約爲(wèi)11.11ma,孔闆(pǎn)壓差(chà)約爲(wèi)88.89kpa。
如果差(chà)壓出現(xiàn)+0.5%的波動,流量變(biàn)化率爲0.59%.
如果壓(yā)差出(chū)現-0.5%波動(dòng),流量變(biàn)化率爲-0.53%.
當(dāng)孔闆流(liú)量(liàng)計顯(xiǎn)示流量爲1000m3/h左右(yòu)時,儀表(biǎo)輸出u0約(yuē)爲17.33ma,壓差傳感(gǎn)器(qì)輸出ui約爲15.11ma,孔闆(pǎn)壓差約(yuē)爲138.89kpa。
如果(guǒ)差壓出現+0.5%的波動(dòng),流(liú)量變(biàn)化率(lǜ)爲0.35%.
如果差壓(yā)出現-0.5%的(de)波(bō)動(dòng),流量(liàng)變化率爲(wèi)-0.4%.
通過對6個(gè)流量點的(de)計算可(kě)以發現(xiàn),在同等壓力(lì)波(bō)動下(xià),150m3/h時孔闆式流量計顯(xiǎn)示值(zhí)誤差最大,可達(dá)到儀(yí)表量程的(de)17.5%,如果(guǒ)流量(liàng)繼(jì)續(xù)減小,則(zé)儀(yí)表顯(xiǎn)示的誤差會更(gèng)大。其(qí)次(cì)是600m3/h,而1000m3/h時(shí)的誤差(chà)最小,如(rú)圖1所(suǒ)示,即在流(liú)量較小時,孔闆(pǎn)壓差的(de)波動對(duì)流量計的(de)顯示(shì)影響較大,随着(zhe)流量的增大,孔(kǒng)闆壓(yā)差波動對(duì)流量(liàng)計(jì)顯(xiǎn)示的影響(xiǎng)減小。
4結論
當壓孔(kǒng)闆流量計流量(liàng)很小(xiǎo)時,流體細(xì)微的擾動(比如(rú)管道振動、泵出(chū)口壓力的微小(xiǎo)波動)都會造成(chéng)差壓(yā)流量計顯示劇烈變化,如(rú)流體流量(liàng)爲150m3/h時(shí),流體壓差(chà)有1kpa的(de)波動,流(liú)量計波動達(dá)到17.5%。流量逐(zhú)漸(jiàn)增大,孔闆壓(yā)差波動(dòng)對(duì)壓差(chà)式流量計顯示(shì)的影響越小。
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