摘要:通(tōng)過對氣體(tǐ)玻璃管浮子流量計(jì)
氣體流量(liàng)刻度示值修正公式(shì)的推導,使(shǐ)氣體流量刻度示值(zhí)修正公式的表達式(shì)達到統一(yī),并讨論了修正(zhèng)公(gōng)式中各個物(wù)理量使用(yòng)時的物理(lǐ)狀态,說明(míng)了氣體浮子流量計(jì)刻度示值(zhí)修正的(de)方法和(hé)進行修正的必要性。
0前言(yán)
氣體(tǐ)玻璃管浮子流量計(以(yǐ)下簡稱(chēng)“
浮子流量計
")使(shǐ)用簡單,讀數直(zhí)觀,被廣泛地用(yòng)在電力(lì)、石化化(huà)工、冶(yě)金、醫藥、環(huán)境監測(cè)及科研教學等(děng)諸多領(lǐng)域。然而,氣體浮(fú)子流(liú)量(liàng)計是一(yī)種非标準化儀表,根據其測量(liàng)原理,應按實際被測(cè)介質(zhì)和工(gōng)作狀态(tài)進行刻度,但生産廠家(jiā)爲了批(pī)量生産(chǎn),一般都(dōu)是在(zài)壓(yā)力p=101325pa、溫度t=293k(20℃)的(de)狀态下用空氣(qì)進行标定(dìng)的,使得浮(fú)子流(liú)量計的指(zhǐ)示值(zhí)讀數(shù)與被(bèi)測介(jiè)質(zhì)的(de)實際(jì)流量(liàng)之間存在着一定的(de)誤差,因而需要(yào)對原(yuán)有的(de)指(zhǐ)示值加以校正。但(dàn)要注(zhù)意的(de)是(shì),絕大多(duō)數生(shēng)産(chǎn)廠家都(dōu)是在壓力p=101325pa、溫度(dù)t=293k(20℃)的狀态即标準狀态(tài)下用(yòng)空氣(qì)對浮子(zǐ)流量計(jì)進行(háng)标定的,隻(zhī)有個别生産廠(chǎng)家是(shì)在非标準(zhǔn)狀态下進(jìn)行标(biāo)定的(de)。因此,在檢(jiǎn)定和(hé)使用時就應留意生産廠(chǎng)家在(zài)浮子流量計上所(suǒ)标注的(de)标定狀态,以免(miǎn)在修(xiū)正時發生(shēng)錯誤。.
1刻(kè)度示值(zhí)修正
1.1浮(fú)子流量(liàng)計的基本流量方程(chéng)式
浮子流量計(jì)的結構和工(gōng)作(zuò)原(yuán)理如圖(tú)1所示,由.其工作(zuò)原理(lǐ)可以得出(chū)流量基(jī)本(běn)方程式爲(wèi):
式(shì)中:q爲被測(cè)介質的體積(jī)流量;qs爲(wèi)介(jiè)質的.質量流(liú)量;r爲玻(bō)璃管内截面半(bàn)徑;r爲浮子(zǐ)截面半(bàn)徑(jìng);θ爲玻璃管(guǎn)内側壁的傾斜(xié)角度;c爲儀表常(cháng)數,與流體的流(liú)動形态和(hé)轉子(zǐ)的(de)形(xíng)狀等(děng)因素有關;vƒ爲浮子體積;aƒ爲(wèi)轉(zhuǎn)子(zǐ)的最大截面積;g爲重力加速度(dù);ρƒ爲轉子的密度;ρ爲被(bèi)測介(jiè)質的密(mì)度(dù);h爲轉子停(tíng)留的(de)高度(dù)。
對于測量氣體(tǐ)來說,于ρƒ》ρ,所(suǒ)以ρƒ-ρ≈ρƒ°因而(ér)式(1)可改(gǎi)寫爲:
1.2浮子流量計的刻(kè)度(dù)示值
如前(qián)所述,用于(yú)測量(liàng)氣體(tǐ)流量(liàng)的浮子(zǐ)流量計(jì)是在标準狀(zhuàng)态(壓力p=101325pa、溫度t=293k)下用空氣進(jìn)行标定刻度(dù)的(de),由式(2)可得出标準狀态(tài)下流(liú)量(liàng)方程式(shì)爲:
式中:q0爲标準(zhǔn)狀态下空氣的體積流(liú)量,即刻度示(shì)值;ρ0爲标準(zhǔn)狀态下空氣的(de)密度。
1.3刻(kè)度示值(zhí)的密度修正
在(zài)标準狀态下,當(dāng)被測介質爲非空氣(qì)氣體(tǐ)時(shí),雖(suī)然實際的(de)工作(zuò)狀态(tài)和(hé)标準狀(zhuàng)态相同(tóng),但被測介質的密度不(bú)同于空氣(qì),必(bì)須(xū)對流量計(jì)的示值加(jiā)以修正。由式(2)可得出(chū)被測(cè)介(jiè)質在标(biāo)準狀(zhuàng)态下(xià)的(de)流量方(fāng)程式爲:
qt爲(wèi)标準(zhǔn)狀态下(xià)被(bèi)測介質的(de)體積(jī)流量(liàng);ρ1爲标準狀(zhuàng)态下(xià)被測介(jiè)質(zhì)的密度。
式(shì)(4)除以(yǐ)式(3)可以得出:
1.4刻(kè)度示(shì)值受(shòu)溫度、壓仂(lè)影響的修正
在(zài)絕大多數情況(kuàng)下,實際測(cè)量的工作條(tiáo)件不同于浮(fú)子流量計(jì)标(biāo)定時(shí)的标準(zhǔn)狀态,即使測(cè)量(liàng)介質相同,由于(yú)空氣的(de)密(mì)度受(shòu)溫度(dù)、壓力影響(xiǎng)變(biàn)化較大,所以(yǐ)也必(bì)須對其流(liú)量示值進(jìn)行溫(wēn)度和(hé)壓力修正(zhèng)(其實質仍(réng)是對(duì)密度進行(háng)修正(zhèng)),由式(shì)(2)可得出工作狀(zhuàng)态下(xià)流量(liàng)方程(chéng)式(shì)爲:
的絕對溫度;po爲标準(zhǔn)狀(zhuàng)态下的(de)壓力(lì);t0爲标(biāo)準(zhǔn)狀(zhuàng)态下的絕對溫度。
一般情況下,流量大小都依(yī)标準狀态(tài)爲(wèi)基準,所(suǒ)以,應将(jiāng)工作狀(zhuàng)态下的流量值(zhí)折算爲标準狀(zhuàng)态下的流量值,折算(suàn)後爲:
式中(zhōng):q2爲在(zài)操(cāo)作(zuò)狀态(tài)下空(kōng)氣(qì)的(de)體積流量換(huàn)算爲标(biāo)準狀态下(xià)的體(tǐ)積(jī)流量。
1.5同時對(duì)密度、溫(wēn)度和壓(yā)力進行修正
當(dāng)被測介(jiè)質爲非(fēi)空氣氣(qì)體時,就(jiù)需要對密(mì)度、溫(wēn)度和(hé)壓力同(tóng)時(shí)進行修(xiū)正(zhèng),同樣用前(qián)面(miàn)所述的(de)推導方法(fǎ),可以(yǐ)得(dé)出:
2結束(shù)語
上(shàng)述經理論推導(dǎo)所得的式(shì)(5)、式(12)、式(shì)(14)三個修(xiū)正公式(shì)均可用于浮子(zǐ)流量計(jì)的(de)氣體(tǐ)流量修(xiū)正,使用(yòng)時可根據(jù)已知(zhī)狀态(tài)的物理量(liàng)和所(suǒ)要求狀态的被(bèi)測介質流(liú)量任選一個校(xiào)正公式進行計算,都可(kě)以得到正确的計算結(jié)果。關鍵問題是(shì)修正(zhèng)公式在使(shǐ)用時應特别注意弄(nòng)清楚各個(gè)物理(lǐ)量的(de)使用(yòng)狀态(tài),即标準狀(zhuàng)态(p0t0)、操作狀(zhuàng)态(p1t1),否(fǒu)則會(huì)增大浮子(zǐ)流量計的(de)示值誤差。
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