氣(qì)體轉子(zǐ)流(liú)量計
示(shì)值的密度、溫(wēn)度、壓力(lì)修正公式的推導(dǎo)方法(fǎ),從理論(lùn)上(shàng)證明了修(xiū)正公式中(zhōng)ρo、ρ1的取(qǔ)值狀态。
1前(qián)言
轉子流(liú)量計(jì)
由于其具(jù)有結(jié)構簡單、價(jià)格便宜、反(fǎn)應靈(líng)敏、量(liàng)程寬示值清晰(xī)、可測(cè)腐蝕性介(jiè)質,流量、壓力損(sǔn)失小且(qiě)恒定等(děng)特點,在工業生(shēng)産、實驗室或一(yī)些儀器裝置中(zhōng)得到(dào)了廣(guǎng)泛的(de)應用(yòng)。然(rán)而(ér),轉子(zǐ)流量計是一種(zhǒng)非标(biāo)準化儀表(biǎo),就其(qí)測(cè)量(liàng)原理看,宜(yí)個别(bié)地按(àn)照實際(jì)被測介(jiè)質及(jí)工作(zuò)狀态進行刻度。但儀(yí)表制造廠(chǎng)家(jiā)爲了便(biàn)于批(pī)量生産，都是在工業基準(zhǔn)狀态(tài)(20℃，0.10133mpa)下用水或空氣進行(háng)刻度(dù)的，即轉(zhuǎn)子(zǐ)流量計的(de)流量标尺(chǐ)上的刻度(dù)值,對(duì)于測(cè)量液(yè)體來講是代表(biǎo)20℃時水的流(liú)量值(zhí),對于測量氣體(tǐ)來講則是代表20℃,0.10133mpa下空氣的流量值(zhí)。因此,在實際(jì)使用(yòng)時,如(rú)果被(bèi)測介質的(de)密度及工作狀(zhuàng)态不(bú)同于(yú)刻度條件(jiàn)時,必須對流量(liàng)計算值(zhí)按(àn)實際被測介(jiè)質的密(mì)度、溫(wēn)度(dù)、壓力等(děng)參數的具體情(qíng)況進行修正。對(duì)此,一(yī)般的教材(cái)及儀表(biǎo)使(shǐ)用說(shuō)明書(shū)中均給出(chū)了修正公(gōng)式,不同的(de)書中給出(chū)的修正(zhèng)公(gōng)式相同,但(dàn)意義卻有(yǒu)所差别。例(lì)如:
公(gōng)式(1)、(2)中(zhōng):
q。-儀表(biǎo)标尺示值;
p。、to-刻(kè)度(dù)狀态(tài)下的(de)絕(jué)對壓力(lì)(0.10133mpa)和絕對溫度(293k);
p1.t1-工(gōng)作狀(zhuàng)态f的絕對(duì)壓力和絕對溫(wēn)度(dù):
公式(1)中:q，表示(shì)被測介質在實(shí)際工(gōng)作狀态下(xià)的體積流量;
而公式(shì)(2)中的q1則是(shì)表示(shì)被測(cè)介質(zhì)流量(liàng)折算成刻度狀态下的體(tǐ)積流量(liàng)值。
對于ρo、ρ1說法(fǎ)不(bú)一,某些(xiē)書中規定爲刻(kè)度狀态(293k、0.10133mpa)下的空氣密(mì)度或被測氣體的密(mì)度;某(mǒu)些書中規(guī)定爲273k.0.10133mpa下的密度。因而(ér),在實際(jì)使用(yòng)氣(qì)體轉子流(liú)量計(jì)時,必須對其示(shì)值加以修正,從而得出較準确(què)的數(shù)據。爲此,就氣體轉子流量(liàng)計示值(zhí)的(de)密度、溫度、壓力修正(zhèng)公式的推(tuī)導方(fāng)法加以論述,供(gòng)氣體轉子流量(liàng)計使用者參考(kǎo)。
2示值(zhí)的修(xiū)正
2.1基本流(liú)量方(fāng)程式(shì)
轉子流量(liàng)計結(jié)構如(rú)圖(tú)1所(suǒ)示。
式(shì)中:
q一(yī)被測介質(zhì)的體(tǐ)積(jī)流量;
c一(yī)儀表常數(shù):
vr-轉子體積(jī);
ρr-轉子材料(liào)的密度
ρ一(yī)被測(cè)介質(zhì)的(de)密度;
ar-轉子最(zuì)大截(jié)面積;.
h一轉子停留的(de)高度。
2.2氣體轉子流量(liàng)計的刻度(dù)
前己叙(xù)述,用于測量(liàng)氣體的轉(zhuǎn)子流量計出廠時是在工(gōng)業基(jī)準狀态(293k,0.10133mpa)下用空氣作爲(wèi)介質進(jìn)行刻度的(de)。根據(jù)(3)式可(kě)得出(chū):
式中(zhōng):
q0---刻度狀态293k.0.10133mpa下空氣的體(tǐ)積流量;
po---20℃,0.10133mpa下空氣(qì)的(de)密度。
2.3密度的修(xiū)正
當被測(cè)介質(zhì)爲293k,0.10133mpa狀态下的非空氣(qì)氣體時，雖然:工(gōng)作狀态(tài)與刻度(dù)狀态相同,但由(yóu)于介質密度不(bú)同于空氣的密(mì)度,必須對(duì)流量計的示值(zhí)加以修正。
根據(3)式,此(cǐ)時可寫成(chéng):
2.4溫度(dù)、壓力影響的修(xiū)正
當工(gōng)作(zuò)狀态(tài)不同于刻度狀(zhuàng)态時(shí),由于(yú)空氣的(de)密度受(shòu)溫度(dù)、壓力(lì)影響(xiǎng)變(biàn)化較大(dà),故此必須(xū)對其(qí)示值(zhí)進行(háng)修正(zhèng)(其(qí)實質.上(shàng)仍爲對密度進(jìn)行修正)。根據(3)式,工作(zuò)狀(zhuàng)态下的(de)流量方(fāng)程可以(yǐ)寫
式(shì)中:
q1-工作狀态下(xià)空氣的體(tǐ)積流量;
qo-流(liú)量計示值。
但一般情(qíng)況下(xià),流(liú)量大小(xiǎo)都依(yī)刻度狀态(tài)爲基準。故(gù)此,應(yīng)将i作狀态下的(de)流量值折算爲刻度(dù)狀(zhuàng)态下的(de)流量值(zhí),其折算(suàn)原則是根據兩(liǎng)種狀态下(xià)氣(qì)體(tǐ)質量(liàng)相(xiàng)等,即:
式中:
q1一工作狀态下空氣的體積(jī)流量(liàng)折算爲刻度狀态(tài)(20℃,0.10133mpa)下的體(tǐ)積流量值(zhí);
ρo--20℃,0.10133mpa下空氣密(mì)度。
将(jiāng)(8)式代(dài)入(10)式(shì)中(zhōng).得:
式中(zhōng):
qo-流量計的指示(shì)值;
q1一被測介質工作(zuò)狀态下折(shé)算成刻(kè)度狀态(tài)下的(de)體積流量(liàng);
q1-工作狀态(tài)下被(bèi)測介質的實際(jì)體積流(liú)量(liàng);
po.to、po-刻度狀态(tài)下的絕對(duì)壓力(0.10133mpa).絕對(duì)溫度(293k)和空氣在該狀(zhuàng)态下(xià)的(de)密度(1.205kg/m3);
ρ1一被測氣體(tǐ)在293k,0.10133mpa下(xià)的密度;
pi、t1-工作狀态下的絕對壓(yā)力和絕對溫度(dù)。
3結束語(yǔ)
因爲(wèi)氣(qì)體轉子流(liú)量計(jì)在出廠時都是在工業基準狀(zhuàng)态(293k,0.10133mpa)下用空氣作(zuò)爲介質進行刻(kè)度的(de)。所以(yǐ),基本(běn)流量公式(shì)中介(jiè)質密度(dù)ρ即爲空(kōng)氣在293k、0.10133mpa下的密度(dù).即ρ=1.205kg/m3。
通(tōng)過(guò)上(shàng)述對(duì)氣體轉子(zǐ)流量計示(shì)值(zhí)的密度(dù)、壓力、溫(wēn)度修正(zhèng)公式的推(tuī)導過(guò)程及結果(guǒ),則可(kě)以斷(duàn)定:ρo、ρ1定(dìng)義爲(wèi)20℃,0.10133mpa狀态下(xià)的空氣密度和被測氣(qì)體(tǐ)的密(mì)度(dù)爲确(què)切。
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