在物資量計量領域中,流體流量的檢測與控制是各行各業(yè)加強物料管理、能源管理,進行物資交接、財務結算,經(jīng)濟核算,效益分析與評價及至決策的重要依據(jù);也是企業(yè)監(jiān)控生產(chǎn)過程,使其保護、、安全、平穩(wěn)運行和改善環(huán)境的重要手段。從某種意義上講:計量就是眼睛,計量就是金錢,計量就是效益?,F(xiàn)代企業(yè)對流量計量的要求越來越高,主要反映在滿足準確性、可靠性、及時性和自動化水平的程度等方面。
1 常用的幾種測量方法簡述
為了滿足各種測量的需要,幾百年來人們根據(jù)不同的測量原理,研究開發(fā)制造出了數(shù)十種不同類型的流量計,大致分為容積式、速度式、差壓式、面積式、質量式等。各種類型的流量計量原理、結構不同既有獨到之處又存在局限性。為達到較好的測量效果,需要針對不同的測量領域,不同的測量介質、不同的工作范圍,選擇不同種類、不同型號的流量計。工業(yè)計量中常用的幾種氣體流量計有:
(1)差壓式流量計
差壓式流量計是以伯努利方程和流體連續(xù)性方程為依據(jù),根據(jù)節(jié)流原理,當流體流經(jīng)節(jié)流件時(如標準孔板、標準噴嘴、長徑噴嘴、經(jīng)典文丘利嘴、文丘利噴嘴等),在其前后產(chǎn)生壓差,此差壓值與該流量的平方成正比。在差壓式流量計中,因標準孔板節(jié)流裝置差壓流量計結構簡單、制造成本低、研究zui充分、已標準化而得到zui廣泛的應用??装辶髁坑嬂碚摿髁坑嬎愎綖椋?/p>
式中,qf為工況下的體積流量,m3/s;c為流出系數(shù),無量鋼;β=d/D,無量鋼;d為工況下孔板內徑,mm;D為工況下上游管道內徑,mm;ε為可膨脹系數(shù),無量鋼;Δp為孔板前后的差壓值,Pa;ρ1為工況下流體的密度,kg/m3。
對于天然氣而言,在標準狀態(tài)下天然氣積流量的實用計算公式為:
式中,qn為標準狀態(tài)下天然氣體積流量,m3/s;As為秒計量系數(shù),視采用計量單位而定,此式As=3.1794×10-6;c為流出系數(shù);E為漸近速度系數(shù);d為工況下孔板內徑,mm;FG為相對密度系數(shù),ε為可膨脹系數(shù);FZ為超壓縮因子;FT為流動濕度系數(shù);p1為孔板上游側取壓孔氣流靜壓,MPa;Δp為氣流流經(jīng)孔板時產(chǎn)生的差壓,Pa。
差壓式流量計一般由節(jié)流裝置(節(jié)流件、測量管、直管段、流動調整器、取壓管路)和差壓計組成,對工況變化、準確度要求高的場合則需配置壓力計(傳感器或變送器)、溫度計(傳感器或變送器)流量計算機,組分不穩(wěn)定時還需要配置在線密度計(或色譜儀)。