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蒸汽流量计流量系数与温度之间有何关系
点击次数:855 发布时间:2015-03-17

  中石化某分公司热电厂向很多单位供蒸汽,每年结算的营业收入十多亿元,计量表计采用的是国产某厂生产的蒸汽流量计。听说蒸汽流量计的流出系数与温度有关,询问详情。
(1)蒸汽流量计的流量系数为什么受温度影响
  流体温度通过两个因素对蒸汽流量计的流量系数产生影响。一是温度升高后,旋涡发生体的宽度d变大,使得流体以相同的流速通过旋涡发生体时,输出频率相应减低;二是温
度升高后,流量传感器测量管内径增大,导致流通截面积相应增大,以致相同体积的流体流过旋涡发生体时,流速相应降低。
  上述这种关系也可以用数学方法分析。
  根据涡街流量开工作原理知旋涡剥离频率与诸因素之间有式(5.12)所示的关系。又从流速与流通截面积的关系知。

式中 ν—流速,m/s;
  qv—体积流量,m3/s;
  A—管道流通截面积,m2;
  D—管道内径,m。
将式(5.15)代入式(5.12)得

式中符号意义同式(5.12)和式(5.15)。
  由于d的增量是与温度的增量成正比,D的增量也与温度的增量成正比,所以f与温度的增量的三次方成反比。
  d和D同温度及材料线膨胀系数的关系可用式(5.17)和(5.18)表示:

式中 Δd/d一旋涡发生体宽度的变化率;
     λd—旋涡发生体材料线膨胀系数,℃一1;
      t—使用时流体温度,℃;
      t。—标定时流体温度,℃。

式中ΔD/D管道内径的变化率;
    λD—管道材料线膨胀系数,℃-1。
  其余符号的意义同式(5.17)
  如果旋涡发生体的材料与管道材料相同,则λd=λD=λ,即f的变化率与3λ成正比,与温差(t-t0)成正比,但变化方向相反。即

式中 Δf/f—旋涡剥离频率的变化率;
     λ—材料的线膨胀系数,℃-1;
      t—使用时流体温度.℃;
      to—标定时流体温度,℃。
  为了纠正这一偏差,必须计算实际使用温度条件下的流量系数Kt,即
                              K=[1-3λ(t-to)]Km
式中Kt—流体温度为t时的流量系数,P/L;
    λ—材料的线膨胀系数,℃-1;
    t—使用时流体温度,℃;
    to—标定时流体温度,℃;
    Km—流体温度为to时的平均流量系数,P/L.
(2)DY型旋涡流量计流量系数的温度系数
             Kt=[1-4.81×10-5(t-to)]Km
式中Kt—流体温度为t时的流量系数,P/L;
    Km—流体温度为to时的平均流量系数,P/L;
    t—工作温度,℃;
    to—校准温度,常取15℃。
(3)8800D型蒸汽流量计流量系数的温度影响
  8800D型蒸汽流量计也可根据用户输入的介质温度对K系数进行自动修正,表5.4给出了介质温度与参考温度(25℃)每相差50℃K变化的百分比(对于直接脉冲)。

(4)重新计算Kt
  实际使用的流体温度往往同设计时预计的流体温度有明显的差异.例如有的热网在做设计时所有用户的蒸汽计量表都按t=280℃的过热蒸汽计算,系统投运后发现,有1/3的远离
热源厂的用户蒸汽已进人饱和状态。其蒸汽压力以0.7MPa(表压)计,相应的温度按170℃计,则按式(5.21)计算温度变化引入的流量系数误差为
              δ=(Ktd-Kt)/Kt=(0.9872535Km-0.9925445Km)/0.9925445Km=-0.53%
式中Ktd—按设计条件计算的流量系数,P/L;
        Kt—按实际温度计算的流量系数,P/L,
      显然,由此引入的误差是可观的。
    解决这一问题的方法是按照流体的实际温度重新计算流量系数。如果计量数据用于贸易结算,可能还要编写计算书并履行结算双方确认的手续。
(5)其他品牌蒸汽流量计流量系数的温度影响
    国产品牌蒸汽流量计流量系数的温度影响大多未给出具体数据,但影响是客观存在的。从上面对原理的分析,影响量均可用式(5.20)来表示。

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