蒸汽流量計量溫度、壓力補償?shù)臄?shù)學模型研究

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1、蒸汽流量計量溫度、壓力補償?shù)臄?shù)學模型研究???摘要：不同類別的流量測量裝置，測量不同的流體介質(zhì)，其溫度、壓力補償公式是有差異的。本文針對過熱蒸汽的流量計量，對其溫度、壓力補償進行了分析。計算機環(huán)節(jié)的加入，實現(xiàn)了帶溫、壓補償?shù)牧髁繖z測系統(tǒng)的計算機輔助分析和計算，進一步消除了系統(tǒng)誤差，從而將計量精度提高到一個新水平。??關鍵詞：　蒸汽流量　溫、壓補償　密度計算　微機全參數(shù)補償　1.引言??隨著成本意識的不斷增強，對能源計量的準確性提出了更高的要求，流量測量的溫度、壓力補償逐漸被提到了重要位置。由于流量測量裝置的設計過程中，提供的設計溫度、壓力與實際運行的工作溫度、壓力有一定的差

2、異或者由于工藝造成流體溫度、壓力波動較大，致使測出的流量不能真實反映其工作狀態(tài)下的實際流量。絕大多數(shù)流量計，只有在流體工況與設計條件一致的情況下才能保證較高的測量精度，有些流體如氣體、蒸汽，流體工況變化對測量精度的影響特別大，必須進行補償。當今流量儀表新產(chǎn)品層出不窮，各種新型智能流量演算器不斷涌現(xiàn)儀表市場，這些儀表各自有其技術(shù)經(jīng)濟特點，所采用的補償數(shù)學模型也不盡相同，我們應該歡迎在流量領域里推陳出新，推進技術(shù)進步，但是亦應看到，新型流量計并非都是成熟的，有的僅在實驗室中通過少量試驗，并無在各種現(xiàn)場復雜條件下進行足夠的檢驗，以致在使用中出現(xiàn)許多未知因素，造成計量的誤差。因此，

3、應從加強管理，建立健全法制制度入手，使該領域的產(chǎn)品的工業(yè)化試驗、補償技術(shù)的完善走向正規(guī)化。2.過熱蒸汽計量的補償??在蒸汽的計量上，密度雖然也是溫度、壓力的函數(shù)，但不再遵循理想氣體狀態(tài)方程，且在不同壓力、溫度區(qū)間，函數(shù)關系不同，很難用一個簡單的函數(shù)關系式表示，因此著重論述一下常用水蒸氣密度的確定方法2.1.密度的確定：??工程上應用的水蒸氣大多處于剛剛脫離液態(tài)或離液態(tài)較近，它的性質(zhì)與理想氣體大不相同，應視為實際氣體。水蒸氣的物理性質(zhì)較理想氣體要復雜的多，故不能用簡單的數(shù)學式加以描述；所以，在以往的工程計算中，凡涉及水蒸氣的狀態(tài)參數(shù)數(shù)值，大都從水蒸氣表中查出。把水蒸汽狀態(tài)參數(shù)

4、表裝入儀表內(nèi)存中，數(shù)據(jù)量很大。??隨著電子技術(shù)的發(fā)展，計算機（或單片機）已廣泛應用于流量測量儀表中，其存儲能力、快速計算能力為準確、快速的確定水蒸氣的密度提供了有力的手段?，F(xiàn)在介紹在二次儀表中常用的水蒸氣密度的確定方法。2.1.1.查表法：把水蒸氣密度表裝入計算機中，根據(jù)工況的溫度、壓力，從表中查出相應的密度值。2.1.2.計算法：◆自己擬合公式（或者出版物給出的公式）◆烏卡諾維奇公式◆IFC1967公式而目前，我們在用的擬合公式為：??????????????????????????(1)式中：t－溫度，℃；P－表壓，Mpa；蒸汽實際工況條件為：工作壓力變化范圍：0.1～

5、1.1MPa工作溫度變化范圍：160～410℃取特殊點對公式（1）驗證1)p=0.2MPa、t=160℃查表得ρ＝1.01626kg/m32)p=0.5Mpa、t=200℃查表得ρ＝2.35294kg/m33)p=0.8MPa、t=250℃查表得ρ＝3.41064kg/m34)p=1.1MPa、t=400℃查表得ρ＝3.59454kg/m3??通過以上計算，我們目前采用的密度補償公式的計算誤差太大，不能滿足計量儀表的要求。如果在計算過程中將溫度單位按熱力學溫度K來計算，就無從談起其精度了。我部的能源計量絕大部分已進入微機網(wǎng)絡，因此，理想的是采用“IFC1967公式”(見附錄

6、)。2.1.3.比較??查表法：根據(jù)“IFC1967公式”制定的數(shù)表，考慮了各個不同區(qū)域的特性，它是最完整的、最全面的。但它數(shù)據(jù)量大，占了大量的空間，應用數(shù)表要首先判斷是飽和蒸汽還是過熱蒸汽，再查不同的數(shù)表，另外數(shù)表的變量是有一定步長的非連續(xù)量，對于兩點之間的數(shù)據(jù)，需經(jīng)過數(shù)學內(nèi)插處理獲得。應用公式計算；不需占用大量的內(nèi)存空間，便于智能儀表應用，至于使用哪一個公式，根據(jù)不同場所，不同需要，選用不同公式。采用“IFC1967公式”雖然公式繁雜一些，但在壓力為0～16.65MPa范圍內(nèi)，計算的過熱蒸汽及飽和蒸汽密度值完全符合國際標準。應用公式只需安裝有溫度、壓力變送器不需要判斷是

7、飽和狀態(tài)或過熱狀態(tài)就可以準確測量。對于確定是飽和蒸汽的場合，只需要將公式稍做變動，只用測溫或測壓，也可準確計算飽和蒸汽密度。?2.2.流量公式的確定:在蒸汽計量中用節(jié)流元件作為傳感元件時用計算法進行補償，其流量公式為：???????????(2)式中：qm－質(zhì)量流量，kg/s；c－流出系數(shù)；d－節(jié)流件開孔直徑，m；ε－可膨脹性系數(shù)；ρ－被測流體密度，kg/m3；β－節(jié)流件孔徑與直管段內(nèi)徑之比，β＝d/D；Δp－差壓，Pa；?而用渦街流量計計量時，它的輸出脈沖信號不受流體組分變化的影響，即儀表系數(shù)在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)僅