摘要(yào):以差壓(ya)流量計(jì) 的選型(xing)計算，主(zhu)要針對(dui) 孔闆流(liu)量計 進(jin)行并解(jiě)讀了相(xiàng)關的國(guo)家标準(zhun),運用VC++軟(ruǎn)件作爲(wei)程序開(kāi)發的工(gōng)具,以實(shi)際工程(chéng)爲例,探(tan)索了孔(kǒng)闆流量(liang)計的孔(kong)闆直徑(jing)☔、直徑比(bi)等标準(zhun)計算方(fang)法與軟(ruǎn)件計🌈算(suàn)方法⛷️。本(běn)文解✉️決(jue)了在🔅項(xiang)目中🌐，用(yong)于孔闆(pǎn)流量計(jì)采辦的(de)文件如(rú)數據表(biao)和孔闆(pǎn)流💜量計(ji)計算書(shū)等,需要(yao)對孔闆(pan)的規格(gé)和尺寸(cùn)進行初(chu)步計算(suan),确定孔(kǒng)闆的孔(kong)徑、直徑(jìng)比等🎯參(can)數的問(wen)題。将繁(fán)瑣的計(ji)算變得(dé)方便可(ke)行,計🐇算(suàn)程序簡(jiǎn)練,節㊙️省(shěng)人工時(shí)間,且結(jie)果較爲(wei)正🐉确确(que),方便需(xū)要采取(qu)專用的(de)計算軟(ruan)件數據(jù)表中的(de)工藝參(cān)數等進(jin)行校核(hé)檢驗,完(wán)成了一(yi)套孔闆(pǎn)流量計(ji)的選型(xíng)計算的(de)程序。
　　差(cha)壓流量(liang)計是一(yi)種測定(dìng)流量的(de)儀器。它(ta)是利用(yòng)流體流(liú)經節流(liu)⚽裝置時(shí)所産生(sheng)的壓力(li)差與流(liú)量之間(jiān)存在的(de)一定關(guān)系的原(yuan)理,流量(liàng)的測定(dìng)通過測(ce)量壓差(chà)來實✔️現(xiàn)。在石油(yóu)、化工、供(gong)熱、供水(shuǐ)、冶金、電(dian)力等領(lǐng)域的測(cè)量和❌過(guò)程控制(zhi)✊都有廣(guǎng)泛的應(yīng)用。流量(liàng)儀表的(de)兩個功(gong)用,在過(guò)程自動(dong)化儀表(biǎo)與裝置(zhì)中分别(bié)是:測量(liang)物料數(shu)量的總(zǒng)量表和(he)過程自(zì)動化控(kòng)制系統(tong)的檢測(cè)儀表。節(jie)流裝置(zhi)的有孔(kǒng)闆、噴嘴(zui)⭐和文丘(qiū)裏管,它(ta)是在管(guan)道中安(ān)裝的📧一(yi)個局部(bu)收縮的(de)⭕元件。本(ben)文将主(zhǔ)要介紹(shào)孔闆流(liu)量計的(de)選型計(ji)算與程(chéng)序開發(fā)。孔闆流(liu)量計可(ke)測量氣(qi)體、液體(tǐ)、蒸汽及(jí)天然氣(qi)的流量(liàng)💚。孔闆流(liú)量計🌍被(bèi)廣泛應(ying)用🏃于煤(mei)炭、化工(gōng)、建築、交(jiao)通、醫.藥(yào)、農業、輕(qīng)紡、食品(pin)環境保(bao)護及人(rén)類生活(huo)的各個(gè)所需領(ling)域,是🌈發(fā)展工業(yè)及農業(yè)生産,能(neng)源節🧡約(yuē),産品質(zhì)☎️量改進(jìn)，經濟效(xiào)❌益提升(shēng)和管理(lǐ)水平⁉️提(tí)升的重(zhòng)要工🌂具(jù),在國民(min)經濟中(zhong)占有十(shi)分顯著(zhe)的地位(wèi)。
　　孔闆流(liu)量計流(liú)裝置的(de)結構比(bǐ)較簡單(dan),性能可(kě)靠穩定(ding),并且🏃‍♀️十(shi)分牢固(gu),價格較(jiào)低,使用(yòng)壽命長(zhǎng),在工業(ye)中經常(chang)用到孔(kǒng)闆流量(liang)計,并🐕能(neng)經過嚴(yan)格的校(xiao)驗檢測(cè),整個加(jiā)工過程(chéng)均采用(yòng)國際标(biao)準。孔闆(pǎn)流量計(jì)由于流(liú)速增加(jiā)可以使(shi)靜壓力(lì)變低❄️,壓(yā)差即在(zài)節流件(jian)前後便(bian)産生了(le)🔞壓力降(jiang),在節流(liú)件前後(hou)産生的(de)壓差由(yóu)🛀🏻于介質(zhì)流動的(de)流量增(zeng)大而增(zeng)大，因此(cǐ)，通過測(ce)量壓🥵差(chà)來衡量(liàng)流體流(liú)量的大(dà)小孔闆(pǎn)流量計(jì)是可以(yi)達到的(de)。這種測(cè)量方法(fa)是根據(jù)流動連(lián)續性定(ding)律和能(néng)量守恒(héng)守恒定(ding)律爲基(jī)正确定(dìng)的。
　　孔闆(pǎn)流量計(jì)的節流(liú)件前後(hou)産生的(de)靜壓力(li)差,該壓(ya)力差與(yǔ)流量存(cún)在着一(yī)定的函(hán)數關系(xi),流量越(yuè)大,壓力(lì)差相應(ying)越大💜。差(chà)壓信号(hào)傳送給(gei) 差壓變(biàn)送器 ,轉(zhuǎn)換成4~20mA.DC模(mo)拟信号(hao)輸出,遠(yuǎn)轉給流(liú)量計算(suan)儀,實現(xian)流📧體流(liu)量的計(ji)量。 質量(liang)型流量(liàng)計 ,經過(guo) 智能型(xíng)差壓變(biàn)送器 ,自(zi)動補償(cháng)工況溫(wen)/壓後,實(shí)現對流(liu)體質量(liang)流量的(de)測量。
　　在(zài)設計項(xiang)目中如(ru)數據表(biǎo)和孔闆(pan)流量計(ji)算書等(deng)文件用(yòng)🔞于孔闆(pan)💔流量計(jì)的采辦(ban),需要對(dui)孔闆的(de)規格和(he)尺寸進(jìn)行初步(bu)計算,确(que)定孔闆(pan)的孔徑(jing)、直徑比(bǐ)等參數(shù)。其計算(suàn)過程較(jiào)爲複雜(za),通過人(ren)工計算(suàn)費時費(fei)力,且難(nan)以得✌️到(dào)正确的(de)結果,需(xū)要采取(qǔ)專用的(de)計算軟(ruan)件。基于(yú)如上考(kao)慮,本文(wén)解✌️讀了(le)GB/T2624.2-2006對孔闆(pǎn)流量計(ji)進行計(jì)算選型(xing)的方法(fa),并通過(guò)VC++語言進(jìn)行編程(cheng),完成了(le)一套孔(kǒng)闆流🔴量(liang)計的選(xuan)型計算(suan)的,取得(de)了令人(rén)滿意的(de)結果。
1孔(kong)闆流量(liàng)計的計(ji)算方法(fǎ)
1.1孔闆流(liu)量計原(yuán)理
　　如圖(tú)1所示流(liu)體流經(jing)節流元(yuán)件時的(de)壓力、速(su)度變化(hua)情況。從(cong)☂️圖中可(ke)見,沿水(shuǐ)平管靠(kào)近流動(dòng)到節流(liú)元件☂️前(qián)的截面(miàn)1處的流(liú)體,流束(shu)開始收(shōu)縮,靠近(jin)管壁處(chu)的流體(tǐ)将向管(guan)道中心(xin)加速,而(er)管道中(zhong)心處流(liú)體的壓(yā)力開始(shǐ)下🏃降。由(you)于慣性(xìng)作用,流(liú)✏️束的最(zuì)小截面(miàn)位置🤟不(bu)在節流(liú)元件處(chu)由于流(liú)✉️體流過(guò)節流元(yuán)件後流(liú)束繼續(xù)收縮的(de)原因,而(er)在節流(liú)元🤞件後(hòu)的截面(miàn)2處(此位(wèi)置随流(liu)量大小(xiao)而變)，此(ci)處⭐流體(ti)平均🍉流(liu)速U2最大(dà),壓力p2最(zuì)低。截面(mian)2後,流束(shu).逐漸擴(kuo)大。在截(jié)面3處,流(liú)體速度(du)Uz恢複到(dào)節流前(qián)的速度(du)U1(U3=U1),流束又(you)充滿管(guǎn)道。壓力(li)P3不能恢(hui)複到原(yuan)來的數(shu)值p1,由于(yú)流體流(liu)經節流(liú)元件時(shí)會産❄️生(sheng)漩渦以(yǐ)及鹽城(chéng)的摩擦(cā)阻💁力等(děng)會造成(cheng)能量損(sǔn)失🛀🏻的原(yuan)因,P1與p3的(de)差值δp=p1-ps稱(cheng)爲流❗體(ti)流經👌節(jie)流元件(jian)的壓力(li)損失。
 
1.2節(jiē)流裝置(zhi)設計計(ji)算分類(lèi)
　　孔闆流(liú)量計的(de)設計與(yǔ)制造主(zhǔ)要參照(zhao)以下标(biāo)準:ISO5167Measurementoffluidflow-DifferentialPressureDevices,2003/GB/T2624用安(ān)裝🏃🏻‍♂️在工(gong)⚽程項目(mù)設計中(zhong),需要根(gen)據孔闆(pan)流量計(ji)所⛷️安裝(zhuāng)的管道(dào)等級,以(yi)及工藝(yì)專業提(ti)供的不(bú)同工況(kuàng)下的流(liu)量,對孔(kǒng)闆流量(liang)計進行(hang)選型,同(tóng)時計算(suan)孔闆的(de)孔徑以(yi)及Beta系數(shù)。
1.3孔闆流(liu)量計孔(kǒng)徑計算(suàn)方法
　　一(yi)次裝置(zhi)安裝在(zài)充滿流(liu)體的管(guan)線中确(que)立爲測(ce)量原理(lǐ)⚽,裝人一(yī)次裝置(zhi)後裝置(zhi)的.上遊(you)側與喉(hou)部或下(xià)🏃🏻‍♂️遊側之(zhī)間産生(sheng)一個靜(jìng)壓差。假(jiǎ)設該裝(zhuāng)置與經(jīng)過校準(zhun)的一🔴個(gè)裝置幾(jǐ)何相似(si)且使用(yòng)條件相(xiang)同,據該(gai)壓差的(de)實測💁值(zhi)和流動(dong)流體的(de)特性以(yǐ)及裝🔞置(zhi)的使用(yong)環境,從(cóng)而确定(ding)流量。
1.3.1流(liú)量計算(suan)
　　GB/T2624裏規定(dìng)的不确(què)定度限(xian)值,質量(liang)流量差(chà)壓的關(guān)系符合(he)㊙️,因此流(liu)量公式(shì)可用以(yi)下公式(shì)确定。
 
式(shì)中:qm-質量(liang)流量,kg/s;
9v-體(tǐ)積流量(liang),m³/s;
C-流出系(xi)數;
Ɛ-可膨(péng)脹系數(shù);
β-直徑比(bǐ),β=d/D;
d-節流件(jian)開孔直(zhí)徑,m;
D-管道(dao)内徑,m;
ρ1-被(bèi)測流體(tǐ)密度,kg/m³;
△p-壓(yā)差,Pa。
1.3.2節流(liu)裝置開(kāi)孔直徑(jing)d和管道(dao)内徑D計(ji)算式
d=d20[1+λd(t-20)](3)
D=D20[1+λd(t-20)](4)
式(shì)中:d20-20℃下節(jie)流元件(jiàn)開孔直(zhí)徑;
D20-20℃下管(guan)道内徑(jing);
λd一節流(liu)材料膨(peng)脹系數(shu);
λD一管道(dào)材料膨(peng)脹系數(shu)。
1.3.3流出系(xì)數計算(suàn)式
　　C爲不(bú)可壓縮(suō)流體确(que)定的表(biǎo)示通過(guo)裝置的(de)實際流(liu)🈚量與理(lǐ)論流量(liang)之間關(guan)系的系(xi)數,對于(yu)給定安(an)裝條件(jiàn)下的給(gei)定一次(cì)裝置,流(liú)出系數(shu)僅與雷(léi)諾數有(yǒu)關。由下(xia)式表示(shi):
 
　　可膨脹(zhàng)系數ε取(qǔ)決于雷(léi)諾數值(zhí),也取決(jue)于氣體(ti)的壓力(lì)比和等(deng)🐅熵指數(shu)值。
　　表示(shi)這些變(biàn)化的方(fāng)法是以(yi)膨脹性(xìng)(膨脹)系(xì)數乘一(yi)次裝置(zhi)的流出(chu)系數C。流(liu)出系數(shu)利用雷(léi)諾數值(zhí)相同🏃🏻的(de)液體直(zhi)接校💰準(zhun)後💃确定(ding)。
　　當流體(tǐ)不可壓(ya)縮時(液(yè)體),ε等于(yú)1,當流體(ti)可壓縮(suō)時(氣體(tǐ)),ε小于1。
　　事(shi)實表明(ming)ε實際上(shàng)與雷諾(nuo)數無關(guan)。對于給(gei)定一次(cì)裝置的(de)給定直(zhi)徑比,ε隻(zhī)取決于(yú)壓力比(bi)和等熵(shang)指數，因(yīn)此本☔法(fa)是可行(háng)的。
當直(zhi)接計算(suàn)法不能(néng)解題時(shi),需要采(cai)用叠代(dai)計算法(fa)🌈。
　　以孔闆(pǎn)爲例,始(shi)終需要(yao)叠代計(ji)算法來(lai)計算。原(yuán)則是把(bǎ)基本🈲.流(liú)量方程(chéng)中所有(yǒu)--緻的值(zhí)重新組(zu)合在一(yī)個🐉項内(nèi),而将㊙️未(wèi)知的值(zhí)組合在(zài)一項内(nei)。
　　把已知(zhi)數組合(hé)在方程(cheng)的一邊(bian),将未知(zhi)數放在(zai)方程的(de)另一邊(bian)。
 
(2)計算β1:由(you)β0、k、△代入ε公(gong)式計算(suan)ε0;由β0、ReD、D代人(ren)C公式計(jì)算C0;由C0、ε0、A2代(dài)入β公式(shì)計算B0.
(3)計(ji)算β2:由β1、k、△代(dài)入ε公式(shi)計算ε1;由(yóu)β0.ReD、D代人C公(gōng)式計算(suan)C1;由C1、ε1、A2代入(rù)β公式計(jì)算β2。
若滿(man)足βn-βn-1<E(一般(ban)E=0.0001),叠代可(ke)停止,通(tong)常進行(hang)2~3次叠代(dài)即可。
2孔(kong)闆流量(liàng)計計算(suàn)程序開(kai)發
　　利用(yòng)VC++語言将(jiāng)上述标(biāo)準中的(de)計算公(gong)式進行(háng)編程,開(kai)發出👨‍❤️‍👨一(yī)🌈套孔闆(pǎn)流量計(jì)關鍵參(cān)數計算(suan)工具。通(tong)過計算(suàn)工具得(dé)出孔.闆(pǎn)流量計(jì)中孔徑(jing)和直徑(jìng)比等數(shù)值的計(jì)算結果(guo),并與實(shí)際項目(mù)中的計(jì)算值進(jin)行對比(bi)，以驗證(zheng)計算工(gōng)具的正(zhèng)确率。
2.1計(jì)算流程(chéng)
　　打開軟(ruan)件,輸入(ru)孔闆流(liu)量計相(xiang)關已知(zhī)條件,黃(huang)色框📱内(nei)爲必填(tián)數🐉據(管(guan)道膨脹(zhàng)系數、孔(kong)闆膨脹(zhàng)系數、管(guan)道内徑(jing)、正常流(liú)量工況(kuang)流量、最(zui)大流量(liang)工況流(liú)量、密度(du)☎️、操作黏(nián)度、最大(dà)🐇差壓等(deng)重要工(gong)藝參數(shù))。程序計(jì)算出📞操(cāo)作工況(kuang)下管道(dào)内徑,根(gen)據最🚩大(dà)差壓值(zhi)計算出(chu)正常流(liú)量工況(kuàng)下的對(duì)應的差(chà)壓值。根(gēn)據💞叠代(dai)計算法(fǎ).原把基(ji)本流量(liang)方程中(zhōng)所有-緻(zhi)的值重(zhong)新組合(he)在一個(ge)項内,而(ér)将未知(zhī)的值組(zǔ)♈合在一(yi)項内,計(ji)算出A2。根(gēn)據流量(liang)計算式(shì)确定直(zhi)徑比公(gong)式,進行(háng)叠代計(jì)算。直至(zhì)直徑比(bi)之差小(xiǎo)于0.0001,根據(jù)直徑比(bǐ)計算孔(kǒng)徑以及(ji)🐕其他🌏參(cān)數,否則(ze)繼續進(jìn)❤️行叠代(dài)🤩計算。
2.2程(chéng)序界面(mian)
　　根據某(mǒu)項目孔(kǒng)闆闆流(liú)量計數(shù)據表,輸(shu)人孔闆(pǎn)流量計(ji)❌相關已(yi)知❄️條件(jian),黃色框(kuang)内爲必(bi)填數據(ju):管道膨(péng)脹💞系數(shu)、孔闆🐪膨(peng)脹系數(shù)🥵、管道内(nei)徑、正常(cháng)流量工(gōng)況流量(liang)、最大流(liú)🔞量工況(kuang)流量、密(mì)度、操作(zuò)黏度、最(zuì)大差壓(yā)。程序界(jie)面如圖(tú)2。
 
2.3計算結(jié)果輸出(chū)及結果(guǒ)對比分(fèn)析
　　點擊(ji)計算,得(dé)到直徑(jìng)比、流量(liàng)系數、膨(peng)脹系數(shù)、計算孔(kǒng)徑等✍️數(shu)值的計(jì)算結果(guǒ)。輸出結(jié)果報告(gao),将計算(suàn)工具的(de)計算結(jié)果與手(shou)動計算(suan)值進行(háng)對比,結(jie)果如表(biao)1所示。
 
　　計(ji)算工具(jù)輸出結(jié)果與手(shǒu)動計算(suan)值基本(ben)接近,說(shuo)明計算(suàn)工具.正(zheng)确率較(jiao)高。此程(chéng)序可以(yǐ)得到應(yīng)用。
4結論(lun)
　　本文運(yun)用國家(jiā)标準計(ji)算方法(fa),以解決(jué)設計項(xiang)目中孔(kong)闆流量(liang)計選型(xing)與計算(suan)完成數(shù)據表、計(ji)算書的(de)編制工(gong)作爲目(mu)标，以實(shí)際項目(mu)爲研究(jiū)對象,解(jie)讀了GB/T2624.2-2006對(dui)孔闆流(liu)🔆量計進(jìn)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼行計算(suàn)選型的(de)♻️方法,并(bing)通過VC++語(yǔ)言進行(háng)編程,完(wan)成了一(yi)-套孔闆(pǎn)流量計(jì)的選型(xing)計算,分(fèn)析程序(xù)結果與(yǔ)實際項(xiang)目中🎯孔(kong)闆流量(liang)計數據(ju)表的結(jie)果一緻(zhi)性高,精(jing)度高。證(zhèng)明此程(chéng)序的編(biān)制至實(shí)現且功(gōng)能可靠(kao)。
　　較正确(que)完成了(le)孔闆的(de)規格和(hé)尺寸進(jìn)行初步(bu)計算,确(que)定孔⭕闆(pan)的孔徑(jing)、直徑比(bǐ)等參數(shu)的問題(tí)。将繁瑣(suo)的計算(suàn)變得👈方(fāng)便💞可行(hang)，計算程(chéng)序簡練(lian),節省人(ren)工時間(jian),且結果(guo)較爲正(zhèng)确,方便(biàn)需要采(cai)取專用(yong)的計算(suàn)軟件數(shù)據表中(zhong)🚩的工藝(yi)參數等(deng)進行校(xiao)核檢驗(yàn),爲氣電(diàn)集🔱團技(jì)術研發(fā)☂️中心節(jie)約了成(chéng)本。
　　但在(zai)運用程(cheng)序開發(fā)得出軟(ruǎn)件計算(suan)孔闆流(liú)量計選(xuan)型🌏的結(jié)果✏️與實(shi)際項目(mu)中的孔(kǒng)闆流量(liàng)計選型(xing)結果對(dui)比,存在(zài)一定偏(piān)差🤞。下一(yi)步将針(zhen)對程序(xu)結果的(de)正确率(lü),對編程(cheng)進行進(jìn)一步修(xiū)訂。另外(wài)，爲提高(gao)程序的(de)功能性(xing),不僅可(ke)實現液(ye)體介質(zhi)下孔闆(pan)流量計(jì)選型🔞結(jié)果,還将(jiāng)優化程(cheng)序,實現(xian)氣體介(jiè)質下的(de)孔闆流(liu)量計的(de)選型計(jì)算。

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