[摘要]差壓式孔闆(pan)流量計 廣泛用于(yú)貿易結算，通過各(gè)種因素對差壓式(shì)孔闆流量計計㊙️量(liang)結果的影響，減少(shao)計量誤差的方法(fa)。從 差壓式流量計(jì) 的計算公式入手(shou)，确定影響因素，通(tong)過實際案例确☎️定(ding)影響因素對實際(ji)計量結果的誤差(cha)，最終得出以下結(jie)論:①在🔴差壓爲0.1倍最(zuì)大🌈值時，熱膨脹系(xì)數和流出系數造(zao)成的相對誤差🎯最(zuì)大，爲1.84%。②在壓力爲0.8MPa、溫(wen)度爲250℃的變工況狀(zhuang)🈲态下，孔闆直徑平(píng)均線膨脹系數造(zao)成的相對誤差最(zui)♋大，爲0.85%。③由于查表法(fǎ)相對誤差較小且(qiě)使✍️用方便，因此📧密(mì)度選取方式一般(ban)采用查表法。
0引言(yan)
　　差壓式孔闆流量(liàng)計分爲差壓裝置(zhi)、 差壓變送器 和流(liú)量積算儀三大部(bu)分，工作原理是當(dāng)介質流過差壓📧件(jian)，在左⭐右兩側産生(shēng)壓差，根據伯努利(lì)方程和♉流動連續(xù)性方⁉️程，可💜計算出(chū)介質的瞬時流量(liang)。差壓式孔闆流量(liàng)計相關技術較爲(wei)成熟，并且使用方(fāng)便、拆裝便捷🌈、有相(xiang)關的檢定規程、易(yì)于檢定，因此廣泛(fan)應用于蒸汽、液體(ti)及天然❤️氣等介質(zhì)的貿易結算。一⭐般(ban)情況下，計量數據(ju)較大，計量♉結果的(de)些許偏差就🏃🏻‍♂️會造(zào)成損失，因此🍓如何(hé)增加差壓式🔅孔闆(pǎn)流量計的計量正(zheng)确性重要。首先對(dui)差壓式孔闆流量(liang)計中各種影響因(yin)素進行分析，其次(ci)根㊙️據其檢定規程(chéng)中的計算公式入(rù)手，确定影響因素(su)有熱膨脹系數、流(liú)出系數、孔闆直徑(jìng)平均線膨脹系數(shu)、密度等參數，再次(cì)👄根據理論公式及(jí)大量工♌程經驗确(que)定各個影響因素(sù)之間的關系，最後(hòu)通過實際案例确(què)定影響因素對實(shi)際計量結果的誤(wu)差，并找到了影響(xiǎng)計量結果🏒的其他(ta)因素。通過各種因(yīn)素對差壓式㊙️孔闆(pǎn)流量計計量🌈結果(guo)的⭕影響，更好地理(li)解孔闆流量🔞計的(de)特性💁，通過與實際(jì)計量經驗結合，保(bǎo)障孔闆流量計計(ji)量結果的正确性(xìng)。
1.模型
　　差壓式孔闆(pǎn)流量計的流量計(ji)算公式如~下:
 
　　公式(shì)(1)中:qm爲瞬時質量流(liú)量，單位爲kg/s;C爲流出(chū)系數，無量綱;β爲直(zhí)徑比，β=d/D;D爲管道内徑(jìng)，單位爲mm;ε爲可膨脹(zhàng)系數;d爲開孔直徑(jing)，單位爲mm;△p爲差壓，單(dan)位爲kPa;ρ爲節流件正(zheng)端取壓口平面上(shàng)的流體密度，單位(wei)爲kg/m3.
在實踐過程中(zhong)，差壓式孔闆流量(liang)計流量測量簡化(hua)的基本㊙️公🏃🏻‍♂️式📱如下(xià):
 
2檢定規程步驟
　　《差(cha)壓式流量計檢定(ding)規程》中使用幾何(he)檢測法對孔闆🚶的(de)6個參🛀數進行檢定(ding)。
　　A面平面度:将孔闆(pǎn)的A面朝上并放置(zhi)在平闆上，找到A面(mian)與平闆垂直的最(zuì)長距離，用量塊或(huo)塞尺測量，該距離(lí)🆚即A面🔞的平面度。
　　A面(mian)及e面的表面粗糙(cāo)度:以樣塊的表面(mian)粗糙度爲标🌐準，借(jiè)助放大鏡顯微鏡(jìng)等工具判斷A面與(yǔ)e面的粗糙度,或使(shi)用📐輪廓法觸針式(shì)表面粗糙度測量(liàng)儀測量💞A面及e面的(de)粗糙度。
　　邊緣G、H、I:可借(jie)助放大鏡檢查G、H、I，并(bing)使用模壓法或反(fan)射光法👅測量入🔱口(kou)邊緣圓弧的半徑(jìng)。
　　厚度E及長度e:用量(liang)具分别在離内圓(yuán)外和外圓内大約(yuē)10mm的位置上均勻測(ce)3個值，其中E爲這3個(ge)值的平均值🤞，最大(da)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼值減去最小值爲(wèi)E的最大偏差。e則是(shi)在長度處均勻分(fèn)布的位置上取3個(ge)值，其中e爲這3個值(zhí)的平均值，最大值(zhi)減去最小值爲e的(de)最大偏差。
　　節流孔(kong)直徑d:選擇遊标卡(ka)尺、内徑千分尺、帶(dài)表卡尺👨‍❤️‍👨、孔徑測量(liàng)儀、内測千分尺測(cè)量節流孔直徑，共(gòng)選取💛4個角度大緻(zhì)相同的位置進行(hang)測量，d爲這4個值的(de)平均值，并🐉按照公(gōng)式計算出直徑相(xiàng)對誤差及節流孔(kǒng)直徑的重複性。
　　斜(xie)角:将B面放在平闆(pan)上，用角度規或樣(yang)闆角等儀器，在任(rèn)㊙️一直徑方向測量(liàng)2個斜角值，斜角爲(wèi)這2個值的㊙️平均值(zhí)。
　　《流量積算儀檢定(dìng)規程》中規定檢定(ding)點應選取流量㊙️量(liang)程對應的輸入信(xìn)号的下限、0.25倍、0.5倍、0.75倍(bèi)、1倍，如果流量積算(suàn)儀具有壓力和溫(wen)度這兩個參數的(de)補償功能，則檢定(ding)點的選取應在✍️設(shè)計狀✍️态下，并且需(xu)在設計範圍内壓(yā)力不變的情況下(xia)，溫度任取兩點進(jin)行檢定;同時，在溫(wēn)度不變的情況下(xia)，壓力任取兩點，進(jin)行檢定。
3影響因素(su)
　　已知熱膨脹系數(shu)ε、流出系數C、節流孔(kong)直徑d、直徑比β，根據(ju)公式(1)即可求出最(zui)大差壓對應的瞬(shùn)時流量。現将一台(tai)差壓式孔闆流量(liang)計放入工作環境(jìng)中，己知工作介質(zhì)爲過熱蒸汽，設計(jì)狀态爲壓力0.8MPa、溫度(du)200℃，相關參數分别爲(wèi)内徑d=34.51mm、β=0.388098，在△pmax=60kPa下，Ɛ=0.98157、C=0.60248。根據公(gōng)式(1)，求得qmax，其中密度(du)是根據IAPWS-IF97公式所得(de)。變工況狀态☎️下溫(wen)度爲200℃時，壓力分别(bié)爲0.7MPa、0.6MPa，另一變工況狀(zhuàng)态下壓力爲0.8MPa時，溫(wen)度分别爲220℃、250℃。
3.1熱膨脹(zhàng)系數與流出系數(shù)的影響
　　熱膨脹系(xi)數是給定一次裝(zhuang)置的給定直徑比(bi)，差壓式😘孔闆流量(liang)計的熱膨脹系數(shu)隻取決于壓力比(bǐ)和等熵㊙️指數，計算(suan)公式如下:
 
　　流出系(xì)數是裝置的實際(jì)流量與理論流量(liàng)之間關系的系數(shu)，隻與雷諾數有關(guān)，随着雷諾數變大(da)，流出系數會越來(lai)越小，随🌈着雷諾數(shu)變小，流出系數會(hui)越來越大，計算公(gōng)式如公:式(4)所示。對(duì)于不同的裝置，如(ru)果其幾何相似且(qiě)雷諾數相同，那麽(me)流出系數就相同(tong)。
C=0.5961+0.0261β2+0.216β8(4)
　　将該例中所有狀(zhuàng)态下的熱膨脹系(xì)數和流出系數看(kan)🤞做定值，均❄️與設定(ding)狀态下最大流量(liàng)對應的數值🎯相同(tong)，瞬時流量結果如(ru)表1中的經驗值。從(cong)表1可以看出，在差(cha)壓爲0.1倍最大值時(shí)，相對誤差最大，絕(jué)對值爲1.84%，随着差壓(ya)取值逐漸接近最(zuì)大值，相對誤差越(yuè)來越小。
3.2孔闆直徑(jing)平均線膨脹系數(shù)的影響
　　若流動狀(zhuàng)态下測量管道的(de)溫度與确定直徑(jìng)時的溫度(該溫度(du)🆚稱之爲參比端或(huò)校準溫度)有較大(da)差異，在用公式計(ji)算孔闆直徑、直徑(jìng)比和流量時，應将(jiāng)管道的膨脹或者(zhě)收縮考慮在内，具(jù)體🔞公式如下:
 
　　公式(shi)中，d爲流動狀态下(xia)一次裝置的直徑(jìng);d0爲參比溫度下🥰一(yī)❤️次裝置的直徑;λD爲(wei)一次裝置材料的(de)平均線✂️膨脹系數(shù);T爲流💃動狀✂️态下💯一(yī)次裝置的溫度;T0爲(wèi)參比溫度或校準(zhun)溫度。
　　孔闆直徑的(de)材質爲不鏽鋼，λ=0.000017。如(ru)果不考慮孔闆直(zhi)徑受溫度的影🈲響(xiǎng)，瞬時流量結果如(ru)表2中的經驗值所(suo)示，從表2中可以💃看(kàn)出，相對誤差在最(zuì)後一-個檢定點，即(jí)壓力爲0.8MPa、溫度☔爲250℃時(shí)的相對誤差最大(dà)，絕對值爲0.85%，從公式(shì)(5)中也可以看出，此(ci)時T-T0值最大，因此造(zào)成了較大⭐的偏差(chà)，而在溫度沒有變(biàn)化的情況下，相對(duì)誤差沒有随着差(chà)壓及壓力值發生(sheng)變化，因此可以得(dé)出孔👅闆直徑平均(jun)線膨脹系數隻與(yǔ)被測介質的溫度(du)相關♋。
3.3密度取值方(fang)法的影響
　　蒸氣密(mì)度可通過公式法(fa)、狀态方程法、查表(biao)法3種方法獲取回(hui)。其中，公式法使用(yòng)的公式;狀态方程(cheng)法使用的是理想(xiǎng)氣體方程PV=nRT,應注意(yi)狀态方程法适用(yòng)範圍較窄;查表法(fa)是使用《國際單位(wèi)制的水和水蒸氣(qì)的性質》中的數據(jù)，并進行線性插值(zhí)從而得出蒸汽🧑🏾‍🤝‍🧑🏼的(de)密度，這個方法比(bi)公式法及狀态方(fang)程法方便，但會産(chǎn)生一定.的偏差。表(biǎo)3中，标準值的密度(du)取值方法采取公(gōng)式法，經驗值的密(mì)度通過查表所得(dé)，從結果🛀🏻看✌️出，每個(ge)檢定點的🤩相對誤(wu)差都較小，最大相(xiàng)對誤差的絕對值(zhi)沒有超過0.1%，
 
 
　　因此平(ping)常做差壓式孔闆(pan)流量計的檢定時(shí)，爲求方☎️便，密度的(de)求取方式可采取(qu)查表法。
3.4其他因素(sù)對計量結果的影(yǐng)響
　　除了上述幾個(ge)因素，還有其他因(yīn)素會對差壓式孔(kǒng)闆流量計⛱️的計量(liàng)結果産生影響。
　　例(li)如，流量量程與流(liú)量計的不匹配會(hui)使差壓式孔闆流(liú)量計的計量結果(guǒ)偏離标準值，尤其(qi)是當流量較小時(shí)，使♋用大量程孔闆(pǎn)流量計會造成誤(wù)差，同時流量積算(suàn)儀會💋進行小信号(hào)切除四]。因此，應根(gēn)據流體介質的實(shi)際情況選擇孔闆(pǎn)㊙️尺寸、材質等各個(ge)方面都合适的差(cha)壓式孔闆🥵流量計(ji)。
　　差壓式孔闆流量(liang)計的安裝也是産(chǎn)生誤差的原因之(zhī)一，主🔴要影響因素(su)有孔闆入口直角(jiao)銳利度的變化、孔(kǒng)闆厚度存.在誤🚶差(cha)、管徑尺寸不符、節(jiē)流件附件等沒有(yǒu)放在中軸線、取壓(yā)的位🔱置、孔闆📐彎曲(qu)、取壓孔堵塞或加(jia)工不規範🏃‍♂️、孔闆上(shang)有髒物沉積、管線(xian)布置⛷️的偏離、管道(dào)㊙️粗糙度的影響等(děng)。這些因素都将造(zào)成🧑🏾‍🤝‍🧑🏼流量系數發👣生(sheng)🏒改變從而與商家(jiā)給定的值不符，産(chǎn)生誤差。孔闆的正(zhèng)确安裝方法是将(jiāng)其銳面迎着流體(ti)的方向，若安裝相(xiang)反，則會使流量的(de)示值偏低。上述誤(wu)差均由人爲原因(yin)造成，是可以控制(zhi)的，也是在安裝過(guò)程中要着重注意(yi)的。對于後期的維(wéi)護工作，相關人員(yuan)應該制訂詳細的(de)方案并嚴格執行(háng)，盡可能延長孔闆(pǎn)流量計的使用壽(shou)命，提高計量的正(zheng)确性，減小計量偏(pian)差。
　　各個部件之間(jiān)因密封不嚴謹而(ér)産生洩露，從而引(yin)起介🐆質通過孔闆(pan)時差壓變送器産(chan)生誤差，導緻瞬時(shi)流量變小，若💞在下(xià)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼遊産生洩露，則會(hui)導緻瞬時流量變(bian)大。
　　當使用條件偏(pian)離設計條件時，也(ye)會造成結果的偏(pian)差。城市蒸🎯汽、燃氣(qi)會出現波峰波谷(gu)的情況，突然變化(huà)的✍️流速和壓力造(zao)成脈動流的形成(chéng)，從而影響差壓式(shi)孔🤟闆流量計的差(chà)😍壓、壓力及溫度信(xin)号的準确傳遞。
　　計(ji)量裝置的上遊有(yǒu)很多管道配件，如(ru)彎頭、漸擴管漸縮(suō)管等，這些配件稱(cheng)爲阻流件。當介質(zhi)通過阻流件後會(huì)産生不規則流動(dong)等現象，這些不規(guī)則的流動會使‼️差(chà)壓式⭐孔闆流量計(ji)的🈲流出系數偏離(li)标準👨‍❤️‍👨值。
　　被測介質(zhì)的實際物理性質(zhi)測量存在不确定(dìng)性，如天然氣☂️在運(yun)輸的過程中爲保(bǎo)障其穩定性會加(jia)入👌其他物質，這些(xie)物質的加入會導(dǎo)緻被測的天然氣(qì)與标準狀況不♍同(tóng)，使壓縮因子和密(mì)度等參數偏離标(biāo)準值，從而導緻瞬(shun)時流量誤差的産(chan)生。
4結束語
　　從檢定(dìng)規程中的計算公(gōng)式入手，确定了影(ying)響差壓式孔闆流(liu)量計檢定偏差的(de)因素有熱膨脹系(xi)數、流出系數、孔闆(pan)直徑及🛀🏻密度🈲，最後(hou)通過介質爲過熱(rè)蒸⛷️汽的實❗際案例(li)确定影響.因素對(dui)實際檢定結果造(zào)成的偏差♍。得出如(ru)下結論:①在差壓爲(wèi)0.1倍最大值時，熱膨(peng)脹系數和流出系(xi)數造成的相對誤(wù)☎️差最大，爲1.84%，随🐪着差(cha)壓取值🤞逐漸接近(jìn)最大值，相對誤差(cha)越來越小。②在變工(gong)況狀态下，即壓力(li)爲0.8MPa、溫度爲⭐250℃時，孔闆(pan)直徑平均🎯線膨脹(zhang)系數造成🏃🏻的相對(duì)誤差最大，爲0.85%。③密度(dù)的取值方法有3種(zhong)，其中公式法造成(chéng)的誤差最小，但💋計(jì)算🌐量較大，使用查(chá)表👨‍❤️‍👨法時每😘個檢定(dìng)點的相對誤差較(jiào)小，最大相對誤差(cha)也沒有超過0.1%，因此(cǐ)平常做差壓式孔(kong)闆流量計的檢定(ding)時，爲方便，密度求(qiú)取方式可采取查(chá)表法🏃🏻‍♂️。④其他影響因(yīn)素還有流量量程(cheng)與流量計❤️的不匹(pǐ)配、孔闆流量計的(de)安裝方式、各個部(bu)件之💜間産生縫隙(xì)而導緻的介質洩(xiè)露、脈動流的産生(shēng)及阻流件對介質(zhì)流動的影響、被測(ce)介質的實際物理(lǐ)性質測量存在不(bu)确定性。
　　也有很多(duō)不足之處，例如隻(zhi)列舉了介質爲過(guo)熱蒸汽的實際🌐案(àn)例，而并未涉及介(jie)質爲液體、飽和蒸(zheng)汽、天然氣的情況(kuang)，尤其當介質爲天(tiān)然氣時，密度的計(jì)算及其他影響因(yīn)素之間的關㊙️系更(gèng)加複雜，需要有了(le)大量數據後才能(neng)🤟進一步分析。

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