流量測量值與氣體壓縮系數(shù)

(1)問題的提出     有一路來自氨蒸發(fā)器的氣態(tài)氨，在用渦街流量計測得其工作狀態(tài)下體積流量qvf后，要將其換算到標準狀態(tài)下的體積流量qvn，并進而計算其質(zhì)量流量，采用如式（8.12）所示的理想氣態(tài)方程是否可行？答案是否定的。

                              （8.12）

 式中     ——工作狀態(tài)下氣體溫度、壓力、體積流量；

            ——標準狀態(tài)下氣體溫度、壓力、體積流量。

   因為臨界溫度較高臨界壓力較低的氣體，其溫度、壓力、體積三者之間的關(guān)系偏離理想氣態(tài)方程較嚴重，如果不對這種偏離進行補償，必將引起較大誤差。

   氣體壓縮系數(shù)Z就是對這種偏離現(xiàn)象進行修正。例如在渦街流量計中，可用式（8.13）進行修正：

                                                     （8.13）

式中  ——工作狀態(tài)下氣體壓縮系數(shù)；

——標準狀態(tài)下氣體壓縮系數(shù)；

其余符號的意義同式（8.12）。

（2）壓縮系數(shù)的求取    氣體的壓縮系數(shù)不僅同該種氣體的臨界溫度、臨界壓力有關(guān)，而且同該氣體所處的工況有關(guān)，即

 式中      Z——氣體在T、 條件下的壓縮系數(shù)；

           ——氣體臨界溫度，K；

           ——氣體臨界壓力，MPa；

           ——工作狀態(tài)氣體溫度，K；

            ——工作狀態(tài)氣體壓力，MPa。

工程上常用查圖和計算兩種方法求取Z。而在智能流量二次表中，在已知氣體名稱及溫度、壓力數(shù)據(jù)后，可用人工查圖的方法求取Z。而在智能流量二次表中，采用計算方法求取Z較方便。

從 計算壓縮系數(shù)Z通常采用R-K方程式（Redlich-Kwong），即

                                        （8.14）

式中       h——中間變量， ；

           ——對比溫度， ；

            ——對比壓力， 。

計算步驟如下：先從T和Tc計算Tr,從 和 計算 ，再令 ，代入式（8.15）得h，再代入式（8.14）得Z計算值，然后將此值再代入式（8.15）并經(jīng)多次迭代得到精確的Z。

（3）壓縮系數(shù)補償在智能二次表中的實施   很多智能流量二次表都有壓縮系數(shù)補償功能，儀表中已固化有從 的程序，例如  FC6000型通用流量演算器中Tc存放在第44條菜單中，pc存放在第45條菜單中，儀表人員只須根據(jù)氣體名稱從理化手冊中查出相應的Tc和pc，分別寫入第44、45條菜單，并在功能窗口Z用計算法補償，則儀表運行后就會從Tc、pc、Tn、pn計算Zn，從Tc、pc、Tf、pf計算Zf，并且根據(jù)流量傳感器、變送器類型自動計算出標準狀態(tài)體積流量以及質(zhì)量流量（若需計量質(zhì)量流量，菜單須填入標準狀態(tài)氣體密度 ）。

（4）差壓式流量計的壓縮系數(shù)補償    差壓式流量計的壓縮系數(shù)補償是對氣體的工況偏離設計工況后壓縮系數(shù)的變化進行補償。補償后的流量q與壓縮系數(shù)之間的關(guān)系為

                                            （8.16）

式中     ——設計狀態(tài)氣體溫度、壓力、壓縮系數(shù)；

                    ——未經(jīng)補償?shù)牧髁俊?/p>

在FC6000型流量演算器菜單的第30條和第26條分別填入Td、pd，并按式（8.16）自動進行補償。

壓縮系數(shù)補償對乙烯、丙稀、丁烷、乙炔等臨界溫度較高、臨界壓力較低的氣體來說尤為重要。