在石(shí)油、化工、熱電(dian)、石化等廠礦(kuàng)企業裏,采用(yòng)着大量的各(gè)種類型蒸汽(qì)流量計。由于(yu)以蒸汽作介(jie)質對蒸汽流(liu)量計實測檢(jiǎn)定難度🔆大、精(jīng)度低、費用高(gāo),緻使一些使(shi)用蒸汽流量(liàng)計的單位,不(bú)願送💘出去檢(jiǎn)定;而有能力(li)開展這項檢(jiǎn)定業務💜的單(dān)位盡管很少(shao),就是這很少(shǎo)的單位,也因(yīn)檢定成本太(tai)高,難度又大(da),也🐪不願開展(zhan)這項業務👉。造(zao)成一些企業(ye),甚至是一些(xiē)技術好的大(dà)型企業🈲,對蒸(zhēng)汽計量管理(lǐ)也存在很多(duo)問題:對蒸汽(qì)計量儀表僅(jin)能修理不能(neng)檢定;蒸汽計(ji)量率低;蒸汽(qi)計量💚儀表精(jing)度低誤差大(da)。這給企業的(de)成本核算和(he)節能降耗帶(dai)來很大影響(xiǎng)。
　　爲了改變這(zhe)種狀況,國内(nèi)外一些有能(neng)力的有關院(yuàn)、所🔅和企業,都(dou)在積極投資(zī)、組織人力研(yán)究以空氣代(dai)替蒸汽,對蒸(zheng)汽流量🚶‍♀️計進(jìn)🔴行檢定的問(wen)題,并且認定(dìng)這是今後的(de)發⭕展方向。但(dan)是研♈究進展(zhǎn)❗速度不太理(lǐ)想,我們的蒸(zhēng)汽流量計檢(jiǎn)定站從1989年建(jiàn)立以來至今(jīn)尚未拿出滿(man)意的數據,而(ér)從聽說有研(yan)究此課題(國(guó)外)的以來,至(zhi)今10多年了,與(yǔ)外商接觸談(tan)及此問題時(shí),他們回答仍(réng)是說✌️在研究(jiū)。當然是由于(yú)保密的原因(yīn)吧,國内外的(de)一些研究進(jìn)展較快的單(dan)位,都不願多(duō)透露半點信(xin)息。緻使我們(men)至今尚未見(jiàn)到真正從理(lǐ)♈論上闡述利(lì)用空氣代替(tì)✊蒸汽進行蒸(zheng)汽流量計檢(jiǎn)定的任何資(zī)料,更談不上(shang)有⁉️實測或修(xiū)正數據供推(tui)廣應用。這裏(li)談點個人浮(fú)淺的看法,願(yuàn)它能起到抛(pāo)磚引玉和📐推(tui)波助瀾的作(zuò)用。
　　能不能用(yòng)壓縮空氣代(dai)替蒸汽對蒸(zhēng)汽流量計進(jìn)行檢定?能,有(you)什麽理論依(yī)據?又是怎樣(yàng)的代替法呢(ne)?
1用壓縮空氣(qi)代替蒸汽對(duì)蒸汽流t計進(jìn)行檢定的可(ke)能性
　　理論依(yī)據就是從流(liú)體力學角度(du)出發,根據相(xiàng)似原🔞理,兩個(ge)🏃🏻‍♂️幾何上相似(si)的流束,如果(guo)它們的雷諾(nuò)準數值相等(děng),即流束在流(liú)體動力學上(shàng)是相似的,這(zhe)時其流量(出(chu))系數也是相(xiang)等的。基于這(zhè)個理論,在對(duì)蒸汽流量計(jì)檢定時,設法(fǎ)使壓縮空氣(qì)在管道内流(liú)動的雷諾數(shù)值,等于蒸汽(qì)在此管道内(nèi)的流動的雷(léi)諾數值時,即(ji)認爲兩個流(liú)束在流體動(dòng)力學上是相(xiang)似的,它們的(de)流量(出)系✍️數(shu)也是相等的(de),通過檢測設(she)備檢測,在檢(jian)定裝置上顯(xiǎn)🔆示出的值也(ye)是相同的,即(jí)達到以壓縮(suo)空🏒氣代替蒸(zheng)汽的目的。
2計(ji)算分析
　　如何(he)代替呢?基于(yú)上述原理,爲(wèi)了使空氣和(he)蒸汽在♻️相☀️同(tóng)管道内的雷(lei)諾數達到相(xiang)同的條件,進(jìn)行計算分析(xi)如下。
根據基(jī)礎數據不同(tong),雷諾數計算(suàn)可采用的計(ji)算公式形♉式(shi)(系數)有所不(bu)同。這裏不是(shì)求具體雷諾(nuò)數值,而是利(li)用其公式中(zhōng)🏃🏻的某項因子(zi)分析壓縮空(kong)氣與蒸汽之(zhi)間的關系。
　　據(jù)公式eRD一4qm/7r産D知(zhi),在同一個管(guǎn)徑D值管道中(zhōng),幾何相似💘的(de)兩❤️流🌏束的🙇‍♀️雷(léi)諾數值相同(tóng)時,可對上式(shi)分子上的質(zhì)量流量💞qm值和(hé)分母🛀🏻的動🏃‍♀️力(lì)粘度産值分(fen)析(二值爲常(chang)數),兩者都是(shì)可變化的,但(dan)是qm值是可人(rén)爲規定的數(shù),而動力粘度(dù)産值才是與(yǔ)兩種氣體固(gù)有的性質有(you)關的參數,當(dang)然它是随操(cāo)作條件變化(huà)而變化的,但(dàn)是相同條🥰件(jiàn)下,不同氣體(tǐ),粘度産值不(bu)同,雷諾數計(ji)算值就不同(tong),因此粘度産(chǎn)值成了分析(xī)雷諾數的關(guan)鍵。
　　粘度産值(zhi)的求取方法(fa),有查圖法和(he)計算法。查圖(tu)法一般📧人爲(wèi)視差較大,而(ér)計算方法人(ren)爲誤差較小(xiao)。何😍況布朗利(lì)和威爾克‼️對(duì)赫希菲爾德(de)方程進行修(xiū)正🈲後,提出的(de)低壓💞氣體粘(zhan)度方程式,正(zheng)适用于我們(men)檢定裝置,一(yi)😘般檢定裝置(zhi)在檢定✔️過程(cheng)中,系統的壓(ya)力🐅都不高,都(dou)屬于低壓範(fan)疇的,所以對(duì)于低壓氣體(ti)—壓❤️縮空氣和(hé)蒸汽的粘度(du)産值可㊙️采用(yong)該方程式進(jin)行🐅計算,即

　　由(yóu)上述可知,應(yīng)先确定檢定(dìng)裝置所采用(yong)的壓縮空氣(qi)和⭐過🤞熱蒸汽(qì)的操作溫度(du)條件,才可計(jì)算。
　　根據石化(hua)流量計量檢(jiǎn)定站的情況(kuang),确定壓縮空(kōng)氣的操💋作溫(wēn)度爲20℃,即爪=20+273·15=293.15(K)。而(ér)蒸汽采用微(wei)過熱蒸汽,具(ju)體操作條件(jian)✉️是:操作壓🙇🏻力(lì)爲絕壓P絕=gkgfc/m名(ming)(注:可查的标(biao)準🎯和工具書(shu)的表格中所(suo)涉及到的壓(ya)力、粘度、密度(dù)等都是舊單(dān)位制,雖然㊙️均(jun)可以換算爲(wèi)新單🙇🏻位制,考(kao)慮♉此文隻是(shì)論證以壓縮(suō)空氣代替蒸(zhēng)汽進行蒸汽(qì)流量計檢定(dìng)的道理,若轉(zhuan)換爲法定計(ji)量單位時,篇(pian)幅要加長,不(bú)利于說🈲明間(jiān)題。何況實際(jì)應用時,在此(cǐ)結果的基礎(chu)上轉換即🌈可(kě),結果是一樣(yang)的☂️。因此,此文(wén)中均未采用(yong)🔞法定計量單(dān)位),過熱溫度(du)爲190℃(飽和溫🌈度(dù)爲174.5℃),即

　　通過粘(zhan)度計算結果(guo)表明,空氣和(he)蒸汽在限定(ding)的操作溫度(dù)條件📧下,空氣(qi)的粘度比蒸(zheng)汽的粘度大(dà)。

　　這裏先按保(bao)持體積量相(xiàng)同分析—可稱(cheng)等體積法。已(yi)知蒸汽的🔴操(cāo)作條件,即P絕(jue)=gkgf/cm2(Ikgf/ cm2=0.1MPa,下同),Tf=190℃，它的密(mi)度由查表得(de)知ρ汽=4.3687kg/m3，所以♍空(kōng)氣的密度爲(wei)

　　即當檢定蒸(zheng)汽流量計時(shí),本想在操作(zuò)絕壓爲P絕=9(kgf/ cm2),操(cao)📞作🏃🏻溫度爲190℃的(de)過熱蒸汽條(tiao)件下檢定,若(ruò)改用壓縮空(kong)氣代替,按等(děng)體🍓積法計算(suàn)出,當空氣操(cao)作溫度爲20℃時(shi),其操作壓力(lì)P絕=4.3647(kgf/ cm2)。
　　(或将空氣(qì)視爲理想氣(qì)體,由理想氣(qì)體方程式pv=RT得(de)知壓力與密(mi)度、溫度等的(de)關系式爲

　　兩(liǎng)種計算結果(guǒ)約有萬分之(zhi)五的誤差,這(zhè)是正常的,可(kě)以認爲是空(kōng)氣及蒸汽數(shù)據表本身的(de)精度及計❓算(suan)公💘式本身的(de)🔴精度等原✂️因(yin)所造成的。)
　　若(ruò)保持密度ρ值(zhi)相同—可稱等(děng)密度法。爲達(dá)到qm氣=ρ汽,在💃🏻ρ汽(qi)=ρ汽=4.3687(kg/m3)的條🧑🏽‍🤝‍🧑🏻件❗下(xià),V氣/V汽=1.16546,即此時(shi)空氣的體積(jī)流量應比蒸(zhēng)汽🤞流量增大(da)☂️爲1.14566倍。此時的(de)空氣操作壓(ya)力可從空氣(qi)密度表_匕用(yòng)♊内插法計算(suàn)求🈚出,也可用(yòng)氣體方程式(shì)求出。根據理(li)想氣✊體的壓(ya)力與密度、溫(wen)度等的關🌈系(xì)計算,此時🐕的(de)空氣操作壓(ya)力爲

　　若已知(zhi)蒸汽流量計(jì)的現場運行(háng)條件,直接用(yong)現場蒸汽實(shí)際運🔞行條件(jian),如其操作壓(yā)力P絕=4(kgf/cm2),操作溫(wēn)度爲150℃(此壓✨力(li)下🤩的飽和溫(wēn)度爲143℃)時,可用(yong)上述方法求(qiú)出操作溫度(dù)爲20℃時壓縮空(kong)氣🙇🏻的操作✨壓(ya)力,計❄️算如下(xià)。
首先按上述(shù)方法計算出(chu)此操作條件(jian)下的蒸汽粘(zhān)度。

　　(kgf/cm2)。在此操作(zuò)狀态下,由于(yu)qm=Vρ, ρ值不變,欲想(xiǎng)達到ReD氣=ReD汽,且(qiě)qm氣/qm汽=1.2716條件,v值(zhí)🔴體🔴積量應增(zēng)大爲原來量(liang)的1.2716倍。
　　通過上(shang)述計算可知(zhī),蒸汽的壓力(lì)、溫度不同,所(suǒ)對應的👌壓縮(suo)空氣的操作(zuo)壓力,在操作(zuo)溫度一定的(de)前題下(室😄溫(wen))是不同的。也(yě)可說,現場蒸(zheng)汽運行條件(jian)盡管千差萬(wan)别,隻要👅知道(dao)被檢定的蒸(zheng)汽流✊量計現(xian)場運行的操(cao)作壓力、溫度(dù)等條件,如果(guo)以壓縮空氣(qi)作介💋質檢定(dìng)蒸汽流量計(ji)時,都✔️可以求(qiú)出其對應的(de)操作壓力和(he)溫度條件。
　　無(wu)論是用蒸汽(qi)流量計現場(chǎng)運行條件,求(qiú)出壓縮空氣(qi)的操🧑🏾‍🤝‍🧑🏼作條✉️件(jiàn),進行蒸汽流(liu)量計的檢定(ding),還是用蒸汽(qi)流量計檢定(ding)裝置設計的(de)蒸汽運行條(tiáo)件,求出的壓(yā)縮空氣操作(zuo)條件,進行蒸(zheng)汽流量計🏃‍♂️檢(jiǎn)定(從檢定誤(wu)差等方🔱面分(fèn)析,兩種方法(fa)各有利弊),都(dōu)存在一個在(zài)實驗室條件(jian)下檢定後,如(rú)何轉換到現(xiàn)場操作條件(jiàn)下運行的儀(yi)表誤差問題(tí)。
3誤差的消除(chú)
　　爲了适應上(shàng)述轉換,檢定(dìng)記錄表時,應(yīng)增加如下内(nèi)容,如下表所(suo)示。
從表中可(kě)以看出,我們(men)前面論證的(de)計算實質是(shi)将b值轉換爲(wei)。值,檢定後得(dé)到。1一。值後還(hái)需再進一步(bu)轉換。
　　第一步(bu)是将C值轉換(huàn)爲修正後的(de)蒸汽流量d值(zhi)。這個轉換過(guò)程,實際是将(jiāng)常溫20℃下的量(liàng)轉換爲對應(ying)蒸汽條件💰(溫(wen)度)下的量,因(yīn)爲這兩種狀(zhuàng)态溫度相差(cha)較大,會給不(bu)同類型、不同(tóng)材質的蒸汽(qi)流量計,造成(cheng)不同的影響(xiang),即🐇産生的誤(wu)差不同。對✉️于(yú)孔闆差壓式(shi)流量🔞計,孔闆(pǎn)的孔徑受熱(rè)膨脹,孔徑變(bian)爲D=D20·〔1+λD(t-20)〕;而對夾裝(zhuāng)式渦🔆街蒸汽(qì)流量計,可采(cǎi)用K修=K〔1一λD(t一20)〕式(shì)。故依據此原(yuán)理來進行計(jì)算修正這部(bu)分誤差。而分(fen)流🔅旋翼式等(děng)蒸汽流量計(jì),應通過大量(liang)☎️的實踐數據(jù),找出正确的(de)修正系數或(huo)修正公式。這(zhè)項工作可以(yi)邊實踐邊積(jī)累,先🛀🏻找出粗(cū)的(誤差較大(da))系數應用,以(yi)後再進一步(bù)作細㊙️緻工作(zuo),最後找出正(zhèng)确的修正因(yīn)子,使理論上(shang)對應💜的c值,很(hen)容易地轉換(huan)爲真實條件(jiàn)下的蒸汽量(liang)d值。

　　第二步是(shi)将修正後的(de)蒸汽量d值轉(zhuan)換爲現場運(yun)行條件下⭕的(de)🐉蒸汽流量qm值(zhí)。
　　如果檢定蒸(zhēng)汽流量計的(de)壓縮空氣的(de)運行條件,是(shi)在現場實際(ji)操作條件下(xia)推算出來的(de),流量計檢定(ding)後轉換到第(di)一步d值即可(ke),d值也即是現(xiàn)場運行條件(jian)蒸汽量qm值。如(rú)果壓縮空氣(qi)運行🙇‍♀️條件是(shì)由蒸汽流量(liàng)計檢定裝置(zhì)、的固定的蒸(zheng)汽條件推算(suan)出來的,還需(xū)要這第二步(bu)轉換。這個轉(zhuǎn)換可采用密(mì)度校正系數(shu)法進行修正(zheng)。
4結論
　　采用壓(yā)縮空氣代替(tì)蒸汽檢定蒸(zhēng)汽流量計,其(qi)意義🌈重大,難(nán)度亦大。其檢(jian)定誤差分析(xī)也是難題之(zhi)一,因它涉及(jí)的因素、環節(jiē)💃🏻多,需作專題(ti)探讨。

以上内(nei)容來源于網(wang)絡，如有侵權(quán)請聯系即删(shan)除!