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溫壓補償渦街流量計原理

來源:艾帛樂儀表(上海)有限公司   2022年07月30日 09:15  
溫壓補償渦街流量計原理產品介紹


流量計每臺出廠前都會實流檢驗,合格才準予出廠。


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溫壓補償概念:


溫壓補償通常指儀表測量的數據是在溫度25度,壓力為一個標準大氣壓為條件下的結果,通常測量現場的溫度和壓力與標準有區別,以一般儀表都能測量現場溫度與壓力,然后通過計算公式對測量結果進行自動補償。
比如空氣流量的測量,一般流量計(渦街流量計、孔板流量計、雙D巴、阿牛巴等流量計)測量的都是當前溫度壓力下的體積流量,但是空氣的體積一定時其質量受溫度壓力影響較大,計算公式為:
PV=NRT=>m=MPV/RT
理想氣體狀態方程,其中R是常數,約為8.314J/(mol·K);P為氣體壓強,單位Pa;M是該物質的摩爾質量(或者混合氣體的平均摩爾質量);V為氣體體積,單位m3;T為體系溫度,單位K。 為了近似計算,溫度看成常溫20℃(293K),該氣體近似理想氣體。
空氣質量m=29g/mol×101325Pa×1m3÷8.314J/(mol·K)÷293.15K=1205.63g=1.2kg
從公式中可以看出空氣質量與溫度壓力關系很大,以儀表測量時要先測量出現場的溫度和壓力然后進行自動補償。
的來說,溫壓補償的意義就是將不是標況下測量的結果轉換成對應的標況下測量結果,保證不同點測量的結果都在同一個尺度下,利于比較和統計。
在線溫壓補償渦街流量計使用場合:
測量氣體時,需要溫度壓力同時補償;氣體一般都以標準狀況體積流量結算。因為氣體的體積流量溫度或壓力變化時,流量都會改變。
測量過熱蒸汽時,需要溫度壓力同時補償;蒸汽一般都以質量流量結算。因為溫度或壓力有任何一個發生變化,蒸汽密度會發生改變,質量流量也隨之改變。
測量飽和蒸汽時,需要單溫度補償或單壓力補償。飽和蒸汽的密度與溫度或壓力有一個固定的對應關系(飽和蒸汽密度表),知道其中的任何一個,都可以確定飽和蒸汽的密度。

測量液體時,一般不需要壓力補償,在5MPa以下,一般只考慮溫度影響,為準確測量需要溫度補償。一般測量時,可以不使用任何補償;測量一些碳氫化合物(如原油),一般需要溫度壓力同時補償。

在線溫壓補償小口徑

在線溫壓補償夾持式

在線溫壓補償渦街法蘭型


溫壓補償原理:

從公式A-1和公式A-2中可以看出,在ΔP或If不變的情況下,流體的流量與流體的密度成開方關系或正比關系,而大多數流體(尤其是氣體)的密度會隨著工況條件的變化而變化,以流體的密度要進行溫度、壓力補償。

在線溫壓補償渦街流量計

(公式A-1)
在線溫壓補償渦街流量計 (公式A-2)
一般氣體
根據理想氣體狀態方程,一般氣體的密度ρ與壓力P成正比,與溫度T成反比,并有如下關系:
在線溫壓補償渦街流量計 (公式A-3)
上式中, P0:表示大氣壓力,為0.1013MPa;
ρ0:表示標準狀況下的氣體密度;
ρ1:表示工況壓力為P1,工況溫度為t1時的氣體密度。
過熱蒸汽和飽和蒸汽
溫度線性補償和壓力線性補償

在線溫壓補償渦街流量計

(溫度線性補償公式)

在線溫壓補償渦街流量計 (壓力線性補償公式)

溫壓補償范圍
過熱蒸汽的補償范圍為:壓力:(0.1~16)MPa(表壓)溫度:(140~560)℃。
飽和蒸汽的補償范圍為:壓力:(0~16)MPa(表壓)。
其余為全范圍。


選型舉例:

例一已知氣體壓力和溫度及標況下的流量時

某壓縮空氣,標況流量范圍為QN=1200-12000Nm3/h,壓力P=0.7Mpa(表壓),溫度t=30℃。試確定流量計口徑。

步驟一:計算壓縮空氣的工況體積流量

由公式(3):

工況使用下限體積流量為:

Qvmin=QN×0.101325×(273.15+t)/293.15/(P +0.1)

=1200×0.101325×(273.15+30)/293.15/(0.7 +0.1)

=157(m3/h)

工況使用流量上限為: Qvmax=1570(m3/h)

步驟二:根據使用工況流量范圍157-1570m3/h,查表(二),滿足下限流量條件的流量計為DN80 、DN100和DN125,考慮到上限流量1270m3/h及使用效果和經濟成本,初選DN100, DN100流量計的工況流量范圍是100-1700m3/h,接近使用流量范圍,初選DN100流量計,但應具體核算DN100流量計在該工況條件下的可測下限流量。核算DN100流量計在該工況條件下的可測下限流量:

由公式(4)及公式(6):

在線溫壓補償渦街流量計

即,流量計在該工況條件下的可測下限流量是37.46m3/h,遠小于要求的工況下限流量157m3/h,確定選用DN100流量計。

例二:已知蒸汽壓力和溫度及工況流量時

測量介質為過熱蒸汽,蒸汽溫度為320℃,壓力為1.5MPa(絕壓),流量范圍為3t/h~25t/h, 試 確定流量計口徑。

步驟一:計算蒸汽的等效空氣參比條件下的體積流量范圍,經查附表(二),該狀態下蒸汽的密度為:5.665Kg/m3,由公式(8) :

在線溫壓補償渦街流量計

步驟二:根據等效參比流量范圍765-6379m3/h,查表(二),比較適合該流量范圍為DN200口徑。

在線溫壓補償渦街流量計

在線溫壓補償渦街流量計


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