浅谈差压式标准气体流量计量中温度与压力补偿公式推导与应用.pdfVIP

浅谈差压式标准气体流量计量中温度 与压力补偿公式的推导与应用 叶秋芳．王朝。苗珑耀 (苏州市兴鲁空分设备科技发展有限公司．江苏省苏州市相城区齐陆路7号215131) 摘要：差压式标准气体流量计量温度、压力补偿公式由流量的基本公式、流 量状态的换算公式及理想气体状态方程推导而来的。根据所计量气体流量的状态 (标准状态或工作状态)不同，选择不同的补偿公式。 关键词：差压式气体流量计量；温度和压力补偿；补偿系数；标准状态；工 作状态；公式推导 1概述 之前对差压式气体流量计量的温度和压力补偿存在着认识上的误区，在实际工作中也曾 碰到过这些问题，因此走过弯路。现将对这一问题的认识与体会提出来，供大家商讨。 流量节流装置的国家标准《流量测量节流装置用孔板、喷嘴和文丘里管测量充满圆管的 流体流量(GB／T 度和压力改变时，给出了气体体积流量计量的补偿公式： 。E’而 qV2q Vi√丽 式中：g。——设计状态下气体体积流量，m3／s； 口’，——实际状态下气体体积流量，m3／S； T、P——设计状态下气体温度、压力，K、Pa； 丁7、P7——实际状态下气体温度、压力，K、Pa； e——设计状态下气体流速膨胀系数； e’——实际状态下气体流速膨胀系数； Z——设计状态下气体压缩系数； Z’——实际状态下气体压缩系数。 下面以孔板测量气体流量为例，对此公式的推导以及实际应用中需注意的问题进行探讨。 ·】07· 2公式的推导 2．1工作状态下气体流量的密度补偿公式推导 根据流体的连续性方程与伯努利方程，用孔板测量气体流量时依据下列基本关系式： 酽而C暗d2√学 (1) 式中：C——流量系数； d——节流件开孔直径，m； △P——节流件前后的压差，Pa； lD——气体密度，kg／m3； 卜直径比，p=d／D； D——管道内径。m。 由于当气体的温度和压力变化时其密度也随之发生改变，因此相同的差压值所对应的流 量值是不同的。于是： C ，7c，2／2△P 吐：面：三!：!Z 吼而Ce号d2√警 从而推导出： 口’，2口，詈√争 (2) 此处公式推导忽略了流量系数C变化的影响。如果因有关参数变化较大而引起流量系 数C改变时。应相应的乘以C7／C数值。 气体的质量流量等于其体积流量与密度的乘积．即 qm2口vID 所以： 2 g gm (3)【3’ g’m=g。毛偿 i√≯ 由于流速膨胀系数E变化对测量的准确度影响不大，忽略其影响，因此在实际应用中， 公式(2)、(3)一般写作： 口’。‰红“，弧红 ·108· 式中：q。——设计状态下气体质量流量，kg／S； 口7。——实际状态下气体质量流量，kg／s； 』D——设计状态下气体密度，kg／o； 』D7——实际状态下气体密度，kg／砰。 以上推导了差压式气体流量计量在气体密度发生改变时，其工况体积流量与质量流量的 密度补偿公式。但通常在实际应用中却不能用公式(2)进行流量补正。这主要有两个原因： 有直接测量气体的密度。因此，通常是对气体流量进行温度和压力补偿。而气体有干、湿气 体之分，其补偿公式是有区别的。 2．2标准状态下干气体流量温度和压力补正公式推导 根据质量守恒