发布时间:2015-01-15 浏览:1494次 字号:大 中 小
1.实验装置
本研究所采用的实验装置分别为冷凝称重法蒸汽流量计量标准装置、负压法音速喷嘴气体流量计量标准装置、质量法水流量计量标准装置.其中冷凝称重法蒸汽流量计量标准装置是国内唯一采用蒸汽实流标定的流量标准装置,扩展不确定度为0.1%(k=2),检定流量范围为0.01~10,t/h,其工作原理如图2所示,以过热蒸汽作为检定介质,将通过蒸汽流量仪
表的蒸汽进行冷凝称重的原理,对蒸汽流量仪表进行实流标定.气体装置为负压法音速喷嘴气体流量计量标准装置,扩展不确定度为0.25%(k=2),检定流量范围为2.5~10,000,m3/h.水装置为质量法水流量计量标准装置,扩展不确定度为0.05%(k=2),检定流量范围为0.05~200,m3/h.
2.实验方案
将不同厂家、型号、口径的蒸汽流量计,按照蒸汽流量计国家检定规程要求[12],分别安装在蒸汽装置、空气装置上和水装置上进行测试,其中蒸汽装置在温度为150,℃左右、压力在0.35,MPa 的条件下测试,检定流量依次从最小流量到最大流量的20%、40%、60%、80%、100%,共计6 个流量点,每个流量点重复检定3 次.目前已开展了近100 台蒸汽流量计的测试实验,剔除不合格的蒸汽流量计,总结这些蒸汽流量计实验结果,仪表系数偏差的方向上基本相似,偏差的大小具有差异,在一定的范围内.本文中仅对具有代表性的DN50 和DN100 2 台蒸汽流量计实验数据进行分析,比较在不同流体条件下,不同流量点仪表系数变化的情况。
3.实验数据
通过3 套不同流体介质下的实验测试,3 套装置下的仪表系数、仪表系数偏差以及通过分析计算得到的仪表系数偏差E′、E′a、E′a、E′e,如表 5 所示,仪表系数和流量的曲线关系如图3 和图4 所示.
由实验数据可以看出,蒸汽流量计在空气、水、蒸汽流体条件下仪表系数依次减小,空气及蒸汽流体介质各点仪表系数随流量增大而增大,与理论计算分析相一致.通过积累的实验数据看,空气比水为流体介质测量的K 值偏大0.2%~1.0%,比蒸汽为流体介质测量的K 偏大1.5%~3.0%,仪表系数K 值偏差的大小因仪表厂家和规格型号的不同而变化,但偏差的正负趋势基本一致.
(1) 在高温蒸汽测量时,需要考虑温度导致的线性膨胀引起的影响,否则会导致仪表系数偏大.造成的计量误差,可按照文章中推导公式进行温度补偿.
(2) 气体的压缩性对蒸汽流量计仪表系数的影响,受介质流速u 、压力p、密度ρ 以及等熵指数κ等相关参数的影响,与流速u 成正比,与11p /ρ 的变化成反比,气体等熵指数κ 不会引起仪表系数单方向的变化.
(3) 不同介质的可压缩性会对蒸汽流量计仪表系数产生影响,空气介质下仪表系数最大,水次之,蒸汽最小,在同样的流速下蒸汽介质对仪表系数的影响要小于空气的影响,具体差别大小根据工况条件下分析计算可得到.
(4) 根据实验数据,不同介质下测量的蒸汽流量计仪表系数与理论计算分析相一致,但2 个结果还有一定的偏差,可能是由于介质的其他物性参数引起的对仪表系数的影响,还需深入的理论分析,在实际使用中尽量采用实流标定获得仪表系数.
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