摘要:着重對過(guo)熱蒸汽流量計(jì) 量中溫度、壓力(lì)補償的數學模(mo)型進行了分析(xi)，最後提出了一(yi)種全新的微機(jī)全參數補償方(fāng)式。
一.引言
　　随着(zhe)成本意識的不(bu)斷增強，人們對(dui)能源計量的正(zheng)确率提出了🎯更(geng)高的要求，流量(liàng)測量中的溫度(du)、壓力補償逐漸(jiàn)被提上了議事(shi)日程。由于流量(liang)測量裝置🔞的設(she)計提供的設計(ji)溫度、壓力與實(shi)際運行的工作(zuo)溫度、壓力有一(yī)定的差異，再加(jia)上由于工藝條(tiao)件造成流體溫(wēn)度、壓力波動較(jiao)大，緻使測出的(de)流量不能♈真實(shi)反映其工🛀作狀(zhuang)态下的實際流(liú)量。絕大多數流(liú)量計,隻有在流(liú)體工況與設計(ji)條件一緻的情(qíng)況下才能保證(zheng)較高的測量精(jīng)度，有些流體如(rú)氣體、蒸汽，流體(tǐ)工況變化對測(ce)量精度的影響(xiang)特别大，必須進(jìn)行補償。不同類(lèi)别的流量測量(liàng)裝置，測量不同(tóng)的流體介質，其(qí)溫度壓力補償(chang)公式選擇的數(shù)學模型是有差(cha)異的。因此,有必(bì)要對對流🐆量計(jì)量中溫度、壓力(li)補償的數學模(mo)型加以分析、研(yan)究，總結出一套(tào)全新的補償方(fang)式，盡可能地消(xiao)除系統誤差，使(shi)計量精度提高(gāo)到一個新的水(shuǐ)♌平。
二.過熱蒸汽(qì)流量計量的補(bu)償
　　在蒸汽流量(liang)的計量上，密度(dù)雖然也是溫度(dù)、壓力的函數，但(dàn)不再遵循理想(xiǎng)氣體狀态方程(cheng)，且在不同壓力(li)、溫🐕度區間，函數(shu)關📐系不同，很難(nan)用一個簡單的(de)或統一的函數(shu)關系式來表示(shi)。下面我們分析(xi)常用水☔蒸氣密(mi)度的确定方法(fǎ)。
1.密度的确定方(fang)法。
　　工業或工程(chéng)上應用的水蒸(zheng)汽大多是處于(yú)剛剛脫離液态(tai)❓或👣離🔴液态較近(jin)時的狀态，它的(de)物理、化學性🙇🏻質(zhi)與理想氣體🔞大(dà)不相同，應視爲(wei)實際氣體。水蒸(zhēng)氣的物理性質(zhi)較♊理想氣體要(yào)複👉雜得多，故不(bú)能用簡單的數(shu)學表達加以描(miao)述，所以，在以往(wang)的工程計算♊中(zhōng)，凡涉及水🏃‍♂️蒸氣(qì)的狀态參數數(shù)值,大🈲都從相關(guan)的水蒸氣表中(zhōng)直接查取。
　　随着(zhe)電子技術的發(fā)展，計算機(或單(dan)片機)已廣泛應(yīng).用📐于流量測量(liang)儀表中，其存儲(chu)能力、快速計算(suan)能力爲正确、快(kuai)速的✨确定水蒸(zheng)氣的密度提供(gong)了有力的手段(duàn)。
1.1現在介紹在二(er)次僅表中常用(yong)的水蒸氣密度(dù)的确定方法。
1.1.1查(cha)表法:把水蒸氣(qi)密度表裝入計(ji)算機系統中，
　　根(gēn)據實際工況下(xià)的溫度、壓力值(zhi)，從表中直接查(chá)出相應🚶的🈲密度(dù)值
1.1.2計算法:
①自己(jǐ)拟合公式(或者(zhě)出版物給出公(gong)式)
②IFC1967公式
　　目前，我(wo)們采用的密度(du)補償的拟合公(gong)式爲:
 
式中:-溫度(du),℃;P-表壓,Mpa;
蒸汽實際(ji)工況條件爲:
工(gong)作壓力變化範(fan)圍:0.1-1.1MPa
工作溫度變(bian)化範圍:160-410℃
下面，我(wǒ)們取特殊點對(duì)公式(1)進行驗證(zheng):
 
　　通過以上驗證(zhèng)上算，我們目前(qián)采用的密度補(bǔ)償公🧡式☀️的💘計🌂算(suàn)誤差太大,顯然(rán)不能滿足計量(liang)儀表的要🌂求。我(wo)們流量計量絕(jue)大部🛀分已進入(ru)微機網絡，因此(ci)🥰，理想的是采用(yong)✨IFC1967公式”。
1.2比較。
　　查表(biǎo)法:根據1FC1967公式”制(zhì)定的數表，考慮(lü)了各個不同區(qu)☔域‼️的特☂️性,目⛹🏻‍♀️前(qián)它是比較完整(zheng)和全面的。但它(ta)數據量大，需要(yao)占用大量的内(nèi)存，應用數表要(yao)首先判斷💃🏻是飽(bao)和蒸汽還是過(guò)熱蒸汽，再查不(bu)同的數表，另外(wai)數表的變量有(yǒu)一定步長的非(fei)連續量，對🔆于兩(liang)點之間的數據(ju)，需💋經過數學内(nèi)插處理獲得。
　　應(ying)用公式計算:不(bu)需占有大量的(de)内存空間，便于(yu)智能✨儀表應用(yòng)，至于使用哪一(yī)個公式，根據不(bu)同場所🔴和不同(tóng)需要，選用不同(tóng)公式。采用TFC1967公式(shì)”雖然公式繁雜(za)一些，但在壓力(li)爲0-16.65MPa範圍内，計算(suan)的過熱蒸汽及(ji)飽和蒸汽密度(dù)值完全💋符合國(guó)際标準。應用公(gōng)式隻需安裝有(you)溫度、壓力變送(sòng)器，不需要判斷(duàn)是飽和狀态或(huo)過熱狀态就可(kě)以正确測量。對(duì)于确定是飽和(hé)蒸汽的場合㊙️,隻(zhī)需要❌将公式🤩稍(shao)做變動，隻用測(ce)溫或測壓🔆，就可(ke)正确計算飽⭐和(hé)蒸汽密度。
2.流量(liàng)公式的确定。
　　在(zai)蒸汽計量中用(yong)節流元件作爲(wèi)傳感元件時用(yòng)計算法進行補(bu)償，其流量公式(shì)爲:
 
式中:qm-質量流(liú)量,kg/s;
e-流出系數;
d-節(jie)流件開孔直徑(jing),m;
ε-可膨脹性系數(shù);
p-被測流體密度(du),kg/m3;
β-節流件孔徑與(yu)直管段内徑之(zhi)比，β=d/D;
△P-差壓,Pa;
　　而用 渦(wo)街流量計 量時(shí)，它的輸出脈沖(chong)信号不受流體(ti)組分變化的影(ying)🔴響，即僅👉表👉系數(shu)在一定雷諾數(shu)範圍内僅與洲(zhōu)渦發生體及管(guan)道的尺寸有關(guān)，但是作爲流量(liàng)計在物料平衡(heng)及能源計🌏量中(zhong)需檢測質㊙️量流(liú)量，這時流量的(de)輸出信号應同(tong)時檢測體積流(liú)👨‍❤️‍👨量和流體密度(dù)，流體組份對流(liú)量🌍計還是存在(zài)直接影響，其流(liu)量公式爲:
 
式中(zhong):qv-體積流量，m3/h;
Sr-斯特(tè)勞哈爾系數;
m-漩(xuán)渦發生體兩側(ce)弓形面積與管(guan)道橫截面面積(ji)之比;
d-漩渦發生(sheng)體硬面寬度,m;
D-管(guan)道通徑,m;
f-漩渦的(de)發生頻率，Hz/s;
qm=pq、4)
式中(zhong):qv-體積流量;m3/h;
qm-質量(liang)流量,Kg/s;
p-被測流體(ti)密度,kg/m3;
　　由流量公(gōng)式(2).(4)可知，流量與(yu)密度的關系分(fèn)别與C和p成正比(bi)🌐,如果用錯将造(zào)成很大的計算(suàn)誤差，同時，溫度(dù)(℃)與熱力學📧溫度(dù)✨(K)的代入也應正(zheng)确處理。
　　考慮上(shang)述原因，有必要(yào)對補償軟件和(hé)智能流量計算(suàn)✏️儀🧑🏽‍🤝‍🧑🏻進行測試和(he)校準。方法爲:由(you)LG節流裝置設計(ji)及管理軟件》計(ji)算出對應點補(bǔ)償流量的理論(lùn)值，再對流量計(jì)輸入相同工沉(chén)參數得到相應(ying)的顯示值，這🙇🏻時(shi)将流量😍計的顯(xian)示.值與理論值(zhi)進行比較即可(ke)達⭐到校準的目(mu)的。曆來流量校(xiào).準與設備和流(liu)量儀表兩大主(zhǔ)題是研究的中(zhōng)心，流量儀表标(biao)準和檢定規💰程(chéng)是流量正确計(ji)量的保💔證，針對(duì)目☁️前國内智能(neng)流量演算器和(he)相關計算機軟(ruǎn)件的現狀，建立(li)國家有關部門(mén)應✏️出台一部相(xiang)應的檢定校準(zhǔn)規程，以便于技(jì)術監督和管理(lǐ)。
三微機的全參(can)數補償
根據
 
　　對(duì)氣體介質進行(háng)補償時，在低壓(ya)範圍内，可以利(li)用理㊙️想♊氣體狀(zhuang)态方程來進行(háng)溫度、壓力補償(cháng)。但在高壓時，則(zé)必須考💯慮氣體(ti)壓縮系數的影(yǐng)響。對于過熱🏃🏻‍♂️蒸(zhēng)氣,必須作實際(ji)氣體處理。對于(yu)大部分氣體,在(zài)低💞壓區(如小于(yú)1MPa)的壓縮系數都(dou)接近于1。在該區(qū)域内,隻要溫度(dù)不是太低，即使(shi)不✍️對壓縮系數(shù)♈進行修正，也不(bu)會引起明顯的(de)誤差，完全可以(yǐ)滿足工程上🈲的(de)要求。但在高壓(ya)區，則必須考慮(lǜ)壓縮系數的影(ying)響，否則📧将會造(zao)成明顯的誤🏃差(chà)。像常規方法那(nà)樣将K看成常數(shu)，将會造成不可(ke)忽視的測量誤(wu)差。分析計算☔表(biao)明，當溫度和壓(yā)力在📱設計值T.和(hé)p.的基礎上變化(hua)20%，ReD變化60%時，如果我(wǒ)們隻補償密度(du)變化的影響，那(nà)麽，即使密度變(biàn)化可能引入的(de)誤差爲零，即🥰認(rèn)爲已實現了對(dui)密👉度的完全補(bǔ)償，其它各餘留(liu)參數變化累加(jiā)後的最👅大誤差(cha)仍可達📱6%左右。其(qi)中,ε引入的誤差(chà)最爲明顯。對㊙️于(yú)常規儀表來說(shuo),這些餘留誤差(cha)沒有可能得到(dào)補償。而✏️對于微(wei)機補償系統✂️來(lái)說，補償這些🐆餘(yú)留參數的變化(hua)已成爲可能。所(suǒ)以，一般來說，微(wei)機補償系統😄除(chu)補償密度外,還(hái)應💯考慮整個補(bǔ)償方程中其它(tā)參🤩數變化的補(bu)償問題,即全參(can)數補償。
四結語(yǔ)
　　總而言之，選擇(zé)合适的溫度、壓(ya)力補償公式，就(jiù)必須全面地了(le)解🛀🏻流量測量的(de)方式。在測量介(jie)質，測量裝置，流(liú)體工況，流量單(dan)位均不同的場(chang)合，采用正确的(de)溫度、壓力補償(chang)方式，才能獲得(de)正确的流量。此(ci)外，計算機的應(ying)用也堪稱檢測(ce)技術💜中的一場(chang)革命，它使各類(lei)過程參數的檢(jian)測由常規儀表(biao)時👨‍❤️‍👨代進入了計(ji)算機時代，同時(shí)♻️也使企業綜合(hé)自動化和生産(chan)🔆過程控制得以(yǐ)實現，是今後檢(jian)測與控制系統(tong)發展的必♋然💘趨(qu)勢。

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