孔板流量計的工作原理
孔板流量計測量原理：
- 孔板流量計是基于類似原理的實驗數據的瞬時流量計.天然氣孔流量計通過基于由流過設置在流動導管上的流動阻力構件的流體產生的壓力差與流體流速之間的確定關系測量差壓值來確定流體流速流動方程式
,根據流動連續性方程(質量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律),天然氣孔板流量計的流動方程為孔板流量計
孔板流量計測量公式：
- Q是體積流量; β是直徑比,β= d / D;
- d是工作條件下節流閥的直徑;
- D是工作條件下上游管道的內徑;
- Ao是節流閥的開口橫截面積; C是流出系數;
- ΔP是節流裝置前后的實際測量壓差; p是節流裝置上游的流體密度;
- ε是膨脹系數當流體流過節流閥時,壓力和流速會發生變化
流體流過節流閥時壓力和流量的變化及流量狀態要求
孔板流量計的流出系數C是在特定實驗室參考條件下從大量實驗數據導出的計算方法.因此,為了保證測量精度,氣流的流動條件應滿足以下四個要求：
- 流體必須是牛頓流體,物理和熱力學均勻,單相,或可以認為是單相流體流體流動是穩定流動或緩慢變化的流動,隨著時間的推移不會發生太大變化流體必須充滿管道流量.
- 在流過節流閥之前,流量應達到完全湍流.流動與管軸平行,沒有旋轉.流過油門時沒有發生相變
- 通過節流孔節流裝置的流體流量必須保持節流孔下游的靜壓與節流孔上游的靜壓之比不小于0.75,
- 管道的雷諾數Re≥5000(角壓力)和管道雷諾數Re≥1260β2D(法蘭壓力三,
孔板流量計的不確定性分析
由于受壓方法(角壓力和法蘭壓力)的影響,流量計算假設的影響,以及孔板加工和安裝等其他技術要求.孔板流量計的使用和流量計算必須嚴格遵守規范.否則,無法計算流量測量的不確定性或誤差很大。
根據天然氣孔板流量計的流量方程式(公式1可以看出,影響流量測量的精度主要由流出系數C,膨脹系數,壓差和天然氣的物理性質引起流出系數不確定性的變化
根據天然氣孔板流量計的流量方程式(公式1可以看出,影響流量測量的精度主要由流出系數C,膨脹系數,壓差和天然氣的物理性質引起流出系數不確定性的變化
流出系數C是包括用于補償任何兩點的摩擦效應的經驗系數.它與節流閥的幾何形狀,壓力位置和雷諾數有關。
通常通過實驗確定.當直管段長度滿足SY / T6143-2004的節流前10D和節流后的4D長測量管時,圓度滿足標準要求不超過±0.3%,則流出系數不確定δc/ c僅遵循β值變化.
此時,當β≤0.6時,δc/ c =±0.6%;當β<0.60時,δc/ c =±β天然氣膨脹系數的不確定性變化
通常通過實驗確定.當直管段長度滿足SY / T6143-2004的節流前10D和節流后的4D長測量管時,圓度滿足標準要求不超過±0.3%,則流出系數不確定δc/ c僅遵循β值變化.
此時,當β≤0.6時,δc/ c =±0.6%;當β<0.60時,δc/ c =±β天然氣膨脹系數的不確定性變化
當測量的天然氣流過孔口時,密度的變化伴隨著流量和壓力的變化(氣體壓力從P1減小到p2,并且密度由于膨脹而降低).為了補償這種變化,假設密度得到糾正.等于由流量引起的常數和偏差,因此必須添加系數.該系數稱為膨脹系數ε式
孔板流量計計算公式注意點
- 對于天然氣,可擴展系數的不確定性為:δε/ε=±4(Δp/ pi)%它與孔板流量計的測量壓差Δp成比例,并與靜壓p1成反比.
- 目前,天然氣計量中的壓差值一般在50,000 Pa以內,靜壓在1-1 OMPa范圍內,因此δε/ε至少為±0.00002%,大值為±0.2%或者更多天然氣密度測量不確定度δρ/ρ
- 密度值根據測量方法而變化.個是直接密度測量,它直接由密度計確定.天然氣密度測量值δρ/ρ的不確定度為±1.013%,大值為±1.571%或更高壓差的不確定性
- 標準SY / T6143-2004中的流動公用公式規定了應用能量方程過程中的測量管道水平(包括上游和下游側的測量管).因此,上壓力端口和下壓力端口之間的位置差為零,并且壓差Δp是在孔板上的壓力接頭的位置處測量的靜壓與下游側之間的差式
孔板流量計差壓公式
其中:ζΔp是差壓表的精度等級; Δpk是差壓表的范圍; Δpf是預定的壓差測量值可以看出,當使用的差壓計的精度為0.5時,范圍為0~600kpa,預設差壓測量值為300kpa.對于天然氣孔板流量計,95%置信概率的測量總不確定度為根據SY / T6143-2004,天然氣流量測量的總不確定度實際上是測量系統的測量值與真實值的比較,置信概率為95%的準確度,測量的總不確定度δQn/ Qn是小的.它是±0.82%,大值是±4.52%或更高孔板流量計
孔板流量計的誤差原理
在實際應用中,如果孔板流量計使用不當,將導致較大的測量誤差,有時達到約20%.在使用流量計時,如何減少測量誤差,必須考慮流量的測量原理和結構,注意使用條件和被測物體的物理性質是否與所選流量的性能相適應儀表.
以下是對其測量誤差的分析流量計算公式：
以下是對其測量誤差的分析流量計算公式：
描述了流體是一個充滿圓形管的完全發展的穩定流動.如果無法確定流量狀態真實性,如果仍然根據原始流量計常數計算流量,則實際流量將存在誤差天然氣主要是甲烷加乙烷和其他少量輕質烴,真實相對密度小于或等于0.75.由于被測介質的實際特性的不確定性,以及實際的物理性質變化影響儀器的正常運行等,它對流量測量的不確定性有影響孔板的結構設計,加工,裝配,安裝,檢查和使用必須符合本標準規定的所有技術要求.個別設備和環境條件造成的。
’不確定性孔板安裝不正確管道水平安裝.
如果孔的孔的中心與管的中心線不同心;如果在安裝過程中壓力管和諸如墊圈的突起堵塞,則孔板的前部和后部之間的壓力差可能是不準確的,從而導致測量.錯誤如5所示,孔板的入口邊緣磨損
在使用中,由于流體的研磨作用,孔板的總體邊緣變鈍并被研磨成圓形入口邊緣.結果,在相同的流速下,孔口收縮系數變大,引起壓差的變化,引起測量誤差在孔板表面上縮放
由于時間長,變送器的零點會漂移,差壓變送器的輸入和輸出信號會發生變化.如果未及時調整,則測量的流量值將為低或高.
。
孔板流量計
?
