气体体积流量测量的温度压力补偿公式及相对误差计算
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威力巴流量探头的二次仪表设定与温压补偿威力巴流量探头的二次仪表设定与温压补偿威力巴是一种差压式的流量探头,其计算模型 ∆P ⨯=ρK Q 和其它差压式流量计是相同的(如孔板)。
计算模型中:Q :质量流量 K :流量常数 ρ:介质密度 ∆P :传感器测得差压∆P 差压的准确测量不应只限选用一台高精度的差压变送器,实际上差压变送器能否接受到真实的差压还取决于一系列因数,其中探头及引压管的正确制造、安装及使用,是保证获得真实差压值的关键。
这些影响因素很多是难以定量或定性确定的,只有加强制造及安装的规范化工作才能达到目的。
从计算模型中可见,ρ在方程中同∆P 处于同等地位,就是说当追求差压变送器高精度等级时,绝不要忘记ρ的测量精度与之相匹配,否则∆P 精度的提高将会被ρ的降低所抵消。
介质ρ一般难以直接测得,通常是通过温度、压力、组分计算求得。
因此在现场ρ变化较大的场合,要进行在线温压补偿。
ρ是差压式流量测量系统中的重要组成部分。
下面我们结合威力巴流量计算软件来说明二次仪表的设定及ρ的正确补偿。
一、 液体测量威力巴流量计算软件在液体测量中常用的公式有用差压计算质量流量,用差压计算工况体积流量。
以差压计算质量流量来举例说明:某测点;介质:水 管径:219×6mm 压力:300KpaG 温度:20℃ 刻度流量:200000 kg/H 密度:1000kg/M 3威力巴选用10#探头,计算单见下图计算软件流量计算公式为:[]1/2hw C'qm ⋅=,[]1/22f D K N C'δ⋅⋅⋅=qm :质量流量(后面我们用Q m 来表示),单位kg/HC': 流量常数,有多个常数组成,无量纲数。
该测点中C'=127338.7hw :差压(后面我们用∆P 来表示),单位Kpa 。
N :单位换算常数,由软件自动给出,无量纲数。
该测点中N=0.12643 K :威力巴的K 系数,由软件自动给出,无量纲数。
蒸汽流量计温压补偿公式好的,以下是为您生成的关于“蒸汽流量计温压补偿公式”的文章:咱先来说说这蒸汽流量计温压补偿公式啊,这东西在工业领域那可是相当重要!就拿我之前在一家工厂的经历来说吧。
那时候我跟着师傅在车间里到处转悠,学习各种设备的运行原理和相关知识。
有一天,我们接到任务,要对厂里的蒸汽流量计量系统进行检查和优化。
我跟着师傅来到那个巨大的蒸汽管道旁边,上面安装着各种仪表,其中就有蒸汽流量计。
师傅指着那个流量计对我说:“小子,这蒸汽流量的测量可没那么简单,温度和压力的变化都会影响测量的准确性,所以就需要用到温压补偿公式。
”那时候的我,一脸懵,啥是温压补偿公式啊?师傅看我那迷茫的样子,笑了笑,开始给我耐心讲解。
这蒸汽流量计温压补偿公式啊,简单来说,就是为了修正由于温度和压力变化导致的蒸汽密度变化,从而更准确地测量蒸汽的流量。
比如说,在不同的温度和压力条件下,蒸汽的密度是不一样的。
如果不进行补偿,测量出来的流量就可能有很大的误差。
师傅还特意给我举了个例子。
假设我们在一个标准大气压下,测量到的蒸汽流量是100 立方米/小时,但是实际的工作压力是2 个大气压,温度也有所升高。
这时候,如果不进行温压补偿,我们就会误以为蒸汽的流量就是 100 立方米/小时,但实际上,由于压力和温度的变化,蒸汽的密度变大了,真正的流量可能只有 80 立方米/小时。
为了更准确地计算,温压补偿公式就派上用场了。
常见的温压补偿公式有好几种,比如理想气体状态方程、蒸汽表法等等。
这些公式都有各自的适用范围和优缺点。
就拿理想气体状态方程来说吧,它的形式大概是这样:P×V =n×R×T。
这里的 P 是压力,V 是体积,n 是物质的量,R 是气体常数,T 是温度。
通过这个公式,我们可以根据测量到的压力和温度,计算出修正后的蒸汽体积。
在实际应用中,我们还需要考虑蒸汽的类型,是饱和蒸汽还是过热蒸汽。
饱和蒸汽的温压补偿相对简单一些,而过热蒸汽就稍微复杂一点。
基于plc的温度、压力流量补偿方法与实现说明在dcs工程实施中,为了保证气体流量测量计量、累积准确,配料合理及控制精确、有效,会对流量测量进行温压补偿。
在生产过程中,在测量流体质量流量或气体标准体积流量的时候,测量结果都会受到流体密度的影响.流体的密度是自身温度和压力的函数,由于实际温度、压力经常的变化与波动而偏离设计值(基准值),势必造成实际的瞬时流量测量有误差,导致累积流量也有误差。
为了纠正该误差,在DCS方案设计时必须考虑对气体流量测量进行补偿计算。
补偿算法与流体介质的种类和流量测量一次仪表测量的种类有关。
在实际工程中,流体类型一般分为一般气体、饱和蒸汽和过热蒸汽三大类。
常见的流量测量一次仪表分为“差压式流量仪表”和“非差压式流量仪表”两大类。
1 流量计概述差压式流量仪表包括所有应用差压原理测量流量的仪表或装置,其中以标准孔板应用最为广泛;非差压式流量仪表专指涡街、电磁、椭圆齿轮、罗茨、超声波等各种类型的体积流量仪表。
应用差压法原理测量流体的流量,测出的差压值与流量的平方成正比,因而需要对差压信号进行开平方运算。
在测量系统的构成设计中有两种不同的方式,一种是差压变送器将差压信号转换成4-20ma信号输入到plc模拟量模块;另一种是差压变送器将差压信号做开方运算输入到plc模拟量模块。
因此对于前者,plc的温压补偿算法应该对流量输入信号进行开方运算;对于后者,plc不能再进行开方运算。
非差压法原理测量流体的流量,与差压法原理测量流体的流量不同,无须对差压信号进行开方运算.2、流体介质概述2.1 理想气体一般气体,本文定义为理想气体或近似.理想气体是指任意压力和任意温度下其状态符合理想气体状态方程PV=NRTP为气体压强;V为气体体积;N为气体的物质的量;T为体系温度;R为比例常数,对任意理想其他而言,R是一定的。
2.2 饱和蒸汽当液体在有限的密闭空间蒸发时,液体分子通过液面进入上面空间,成为蒸汽分子。
焦炉煤气流量和发热量测定方法一、差压式焦炉煤气流量计组态计算公式1、 基本知识1.1气体密度温度压力补偿公式)15.273(325.10115.293)(0t P P N +⨯⨯+⨯=ρρ (1)简化得:tPP N ++⨯⨯=15.273893.20ρρ (2)式中:ρ------ 流量计设计工况密度,单位kg/m3 P 0----当地大气压力,单位KPa ; P ---- 表压力,单位KPa ; t ---- 温度,单位℃N ρ------ 流量计处测量介质标况密度,单位kg/m3。
如果气体为已知组分的混合气体,则混合体的标况密度为各组分标况密度与体积百分数乘积之和。
举例计算如下:已知焦炉煤气组分(体积百分数,从天安化工焦炉煤气流量测量节流装置设计计算书中获得)和各组分的标况密度(20℃,101.325KPa ):则,该焦炉煤气标况密度N ρ:1006.2166.19.246669.09.570838.07.03302.14.21646.1⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=N ρ+1003.38296.12.81644.1⨯+⨯438014.0=N ρkg/m 31.2 工况体积流量与标况体积流量的转换v vN N Q Z Z t P P Q ⨯⨯+⨯+=15.27315.293325.1010 (3)式中:P 0----当地大气压力,单位KPa ; P ---- 表压力,单位KPa ; t ---- 温度,单位℃ Q N -----标况流量,单位Nm 3/h Q V ---- 工况流量,单位m 3/h Z N ----标况压缩因子 Z V ----工况压缩因子由于常规煤气输送和使用属于低压力范畴,压缩因子变化比较小,工业应用计算中忽略压缩因子的影响,则公式(3)可简化为:v N Q tPP Q ⨯++⨯=15.273893.20 (4)1.3 依据V 锥流量计计算书计算流量 1.3.1已知工况密度V 锥流量计计算书为工作状况,温度25度,表压力25KPa ,简称工况。
一般气体温压补偿一般气体温压补偿指的是在一定温度和压力下测得的气体体积与实际体积之间的关系的修正过程。
在现实生活和工业生产中,往往需要对气体进行测量、计量以及控制。
然而,气体的体积受到温度和压力的影响,因此需要进行相应的补偿。
首先,气体的体积与温度有关。
根据查理定律(Charles's Law),在恒定压力下,气体的体积与温度成正比。
即,当温度升高时,气体的体积也会增加;相反,当温度下降时,气体的体积会减小。
因此,在进行气体温度补偿时,需要测量气体的实际体积,并将其转化为在标准温度下的体积。
标准温度一般指的是摄氏零度(0)或开尔文零度(273.15K)。
其次,气体的体积与压力有关。
根据波义尔定律(Boyle's Law),在恒定温度下,气体的体积与压力成反比。
也就是说,当压力增加时,气体的体积减小;当压力降低时,气体的体积增加。
因此,在进行气体压力补偿时,需要测量气体的实际体积,并将其转化为在标准压力下的体积。
标准压力一般指的是大气压(常用值为101.325千帕)。
在实际应用中,可以使用以下公式进行气体温压补偿的计算:V = V0 * (P0 / P) * (T / T0)其中,V为实际体积,V0为标准体积,P为实际压力,P0为标准压力,T为实际温度,T0为标准温度。
通过这个公式,可以将实际测量得到的气体体积转化为在标准温度和压力下的体积。
在实践中,可以使用温度传感器和压力传感器来测量气体的实际温度和压力。
然后,将这些数据输入到上述公式中,计算出经温压补偿后的气体体积。
这样,就能够获得准确的气体体积数据,为后续的测量、计量和控制提供准确的基础。
需要注意的是,气体温压补偿只适用于理想气体,即满足理想气体状态方程(PV = nRT)的气体。
对于非理想气体,需要进行更复杂的补偿计算,例如使用压缩因子或相关系数来修正气体体积。
此外,温压补偿还需要考虑气体的组成和性质,因为不同的气体具有不同的热膨胀系数和压缩系数。
在DCS中实现流量计量的温度压力补偿天津石化公司化纤厂200kt/a PET纺丝装置的自动控制系统采用Honeywell公司的TPS系统实现。
公用工程系统的流量计量是在DCS中组态完成的,但在DCS中实现流量计量时仅采用对瞬时流量累计的方法,忽视了温度、压力波动所带来的偏差。
在一般情况下流体工况稳定(温度,压力参数基本稳定)的流量计量系统中,由于工况波动所产生的误差是在一个允许的范围内。
在聚酯短丝的生产过程中蒸汽等介质的温度、压力波动极大,这是由于短丝的生产性质决定的。
在短丝的生产过程中蒸汽用量随时都可能大范围波动,从停车到小负荷到满负荷运转经常变化。
另外,由于管线长压力损失也很大,以致压力达不到设计要求,经常发生压力下限报警。
如果压力降低得很多或蒸发前湿度较低,则因水滴蒸发而使温度降低后仍高于新的压力所对应的饱和温度,则蒸汽变为过热状态[1],而设计条件为饱和蒸汽。
此外,现蒸汽流量的测量单位是质量流量单位;气体流量的计量单位是体积流量单位,而由孔板或涡街测量的均为体积流量,要实现质量流量的计量需进行温度、压力的补偿。
由于以上原因,流量计量时仅采用对瞬时流量累计的方法,忽视了温度、压力波动所带来的偏差,这对压力变化比较大的工况是不适宜的。
解决的办法就是在测量中引入温度和压力补偿的方法来实现实时的流量温压补偿,将体积流量转变为质量流量。
1 温度压力补偿及基本公式在Honeywell的DCS中有专用的Flowcomp模块进行流量补偿。
此模块可用于补偿温度、压力、比密度或分子量变化的流量测量。
被测介质可以是气体,蒸汽和液体。
原理如图1所示。
注:简化等式PVCALC=F*Compterm,F—未补偿的流量;Compterm有5种形式—A 液体,B 气体,蒸汽 C 气体、蒸汽(特定引力),D 气体、蒸汽的体积流量,E 蒸汽FLOWCOMP模块的使用取决于Compterm的形式选择。
补偿输入端引自各变量的PV输入端。
压力与流量计算公式 The manuscript was revised on the evening of 2021压力与公式:的Kv,是调节阀的重要参数,它反映调节阀通过流体的能力,也就是调节阀的容量。
根据调节阀流量系数Kv的计算,就可以确定选择调节阀的口径。
为了正确选择调节阀的口径,必须正确计算出调节阀的系数Kv值。
调节阀额定流量系数Kv的定义是:在规定条件下,即阀的两端压差为10Pa,流体的密度为lg/cm,额定行程时流经调节阀以m/h或t/h的流量数。
1.一般液体的Kv值计算a.非阻塞流:△P<FL(P1-FFPV)计算公式:Kv=10QL式中: FL-压力恢复系数,见附表FF-流体比系数,FF=-PV-阀入口温度下,介质的(),kPaPC-流体临界压力(绝对压力),kPaQL-m/hρ-液体密度g/cmP1-阀前压力(绝对压力)kPaP2-阀后压力(绝对压力)kPab.阻塞流判别式:△P≥FL(P1-FFPV)计算公式:Kv=10QL式中:各字符含义及单位同前2.气体的Kv值计算a.一般气体当P2>时当P2≤时式中: Qg-下气体流量Nm/hPm-(P1+P2)/2(P1、P2为绝对压力)kPa△P=P1-P2G -气体比重(空气G=1)t -气体温度℃b.高压气体(PN>10MPa)当P2>时当P2≤时式中:Z-系数,可查GB/T 2624-81《的设计安装和使用》3.低修正(高液体KV值的计算)液体粘度过高或流速过低时,由于雷诺数下降,改变了流经调节阀流体的流动状态,在Rev<2300时流体处于低速层流,这样按原来公式计算出的KV值,误差较大,必须进行修正。
此时计算公式应为:式中:Φ―粘度,由Rev查FR-Rev曲线求得;QL-液体流量 m/h对于单座阀、阀、等只有一个流路的阀对于双座阀、等具有二个平行流路的阀式中:Kv′―不考虑粘度修正时计算的流量系ν ―流体mm/sFR -Rev关系曲线FR-Rev关系图4.水蒸气的Kv值的计算a.当P2>时当P2≤时式中:G―kg/h,P1、P2含义及单位同前,K-修正系数,部分蒸汽的K值如下::K=;氨蒸汽:K=25;11:K=;、蒸汽:K=37;、蒸汽:K=;、蒸汽:K=。
温压补偿公式:实际流量=P3*SQRT(C1/(273+P2)*(P1+101)/C2) 参数: C1:设计温度(K) C2:设计压力(KPa) P1:实际压力(Kpa) P2:实际温度(℃) P3:未补偿前流量实际上不同厂家,温压补偿公式可能也有差别由差压信号换算流量时,是跟流体密度有关的 Q=K*SQRT(ΔP/ρ),(K是一个综合的系数)四楼的意思是说根据设计时的温度、压力下的差压-流量换算公式,采用理想气体状态方程来计算流体密度,就是那个PV=nRT,这样的方法只能应用于那种可以当作理想气体的流体,比如氮气、氧气等,而水蒸气因为不能当作理想气体,同时水蒸气性质有很多试验数据,所以水蒸气的温压补偿有另外的算式。
另外上面说的补偿只针对气体,对液体显然要另外想办法,但是原则都是计算工况下的流体密度。
根据热力学方程P0V0/T0=P1V1/T1进行温压补偿,V0=P1V1T0/T1P0,单位统一后:V0=(P1*1000+101)*V1(T0+273)/(T1+273)(P0+101)可是有的资料上介绍F0=F1*SQRT{((P1*1000+101)*(T0+273)/[(T1+273)(P0*1000+101)]} 请教这里的开方是如何推倒出来的?对于蒸汽流量,其质量流量M=k*SQRT(ΔP*ρ) (1)k-常数;ΔP-孔板两侧差压值;ρ为蒸汽密度。
如果在孔板上只装有差压变送器,则密度ρ取管道中温度和压力变化范围内某一固定点上的密度ρ0,这样一来流量公式就变为M=k*SQRT(ΔP*ρ0)=K*SQRT(ΔP) (2)式中K=k*SQRT(ρ0)。
显然,由于密度取为固定值,因而当蒸汽的温度和压力波动引起密度变化时,必然会引起测量误差。
假如在管道上再装一个压力变送器和一个温度变送器,在测取差压信号的同时,测取管道内的压力和温度信号。
这样,假设原设计工作温度和压力分别为T0和P0,相应密度ρ0,现在实际工作温度和压力分别为T1和P1,密度为ρ1。
流量计示值修正(补偿)公式我公司能源计量的流量计示值单位规定为20℃,101.325kPa 标准状态的流量,如设计选型使用了不同流量计示值单位,则根据设计的流量单位(质量流量kg/h 、0℃,101.325kPa 及20℃,101.325kPa 标准状态或工作状态)选用对应的温度、压力修正(补偿)公式;不同测量原理的流量计,应根据其流量计流量方程(公式)选用对应的温度、压力修正(补偿)公式。
1. 气体流量测量的温度、压力修正(补偿)公式:1.1 差压式流量计的温度、压力修正(补偿)实用公式:一般气体体积流量(标准状态20℃,101.325kPa ),根据差压式流量计流量方程,可得干气体在标准状态(20℃,101.325kPa )的积流流量:)()()()(15.273T 325.101p 15.273T 325.101p q q vNvN +'⋅++⋅+'=' (1)式中: q'vN ——标准状态下气体实际体积流量;q vN ——标准状态下气体设计体积流量;p' ——气体实际压力,kPa ;p ——气体设计压力,kPa ;T'——气体实际温度,℃;T ——气体设计温度,20℃。
1.2 一般气体质量流量的温度、压力修正(补偿)公式:T p Tp q q m m ''=' (2)式中:q'vN ——标准状态下气体实际体积流量;q vN ——标准状态下气体设计体积流量;p' ——气体实际压力,绝对压力;p ——气体设计压力,绝对压力;T'——气体实际温度,绝对温度;T ——气体设计温度,绝对温度。
1.3 蒸汽的温度、压力修正(补偿)公式:根据差压式流量计流量方程,可得蒸汽的质量流量:ρρ'='m m q q (3)式中:q'm ——蒸汽实际质量流量;q m ——蒸汽设计质量流量;ρ' ——蒸汽实测时密度;ρ ——蒸汽设计时密度;依据水和水蒸汽热力性质IAPWS-IF97公式其密度计算模型,工业常用范围内水蒸汽的密度为:)(100010ππγγνρ+==RTπγπ10= i i J 1I i 431i i 50I n )(.-=-=∑τπγπT 540=τ1MPa p =π式中:, ρ 为水蒸汽密度;P 为压力, MPa ;v 为比体积,m 3/ kg ;T 为温度, K ;R 为水物质气体常数, 0. 461526kJ ?kg -1 ?K -1;n i 、I i 、J i 为公式系数见“表1”。
气体流量计的工作原理及其校准方法作者:气体流量计文章来源:/现在市面上有很多气体流量计类型,不同类型的流量计其使用范围也不一样。
当然,其工作原理和方法也各不相同。
气体流量计在工作过程中是遵循一定的原理的,如果在使用过程中出现了故障也有其独特的校准方法。
这里以湿式气体流量计为例,看看它的工作原理和校准方法是怎样的:一湿式气体流量计的计量原理与结构(一) 结构原理湿式气体流量计约在十九世纪初在英国诞生,经多次技术改进和原理完善变成现在的样式(见图1)。
它是一个圆形封闭的壳体,后面有进气管,上面是出气管,进气和出气以水或油封闭隔离(下面以水为例说明,油也同理)。
上面安装有水平仪和测量温度与压力的连接孔,后下侧有放水阀,侧面有一个控制液面的溢水阀口,底部是3个可调底脚,可调整使整机呈水平状态,前面是大圆盘的指针计数器和5位数字式计数器,它的内部结构如图2所示。
湿式气体流量计的容积是被叶片和转筒分成4(或5)个螺旋状隔离腔的小计量室,滚筒平卧在壳内的水中(一半以上浸水),靠横轴支撑,转动灵活。
原则上当一个计量室在充气时,至少有另外一个计量室在排气。
一个计量室充满气体后,必须进入排气位置,所以一个计量室的排气口的起点和充气口的封闭点一定要同步地在液位线上。
实际运行时,充气侧的液位线低于排气侧的液位线,排气口的起点比充气口的封闭点滞后一点。
(二) 水平及液位调整湿式气体流量计的计量容积主要是靠液位调节器控制,当安装到位并调整到水平(调整底脚螺柱)状态后,要求湿式气体流量计上的横向及纵向的水平仪的气泡必须在零位。
拧开溢水阀,从上进水口灌注一定量的纯净水,当水满(壳内外水平面呈同一水平状态)时会从溢水阀溢出,等不再溢出后,关闭溢水阀就可以进行检测。
这项工作很重要,溢水阀的位置高低在出厂检定时已经调节好,一般无需改动。
根据需要,湿式表中的水也可换成白油(5号)。
由于湿式表中只有一根中轴转动,机械摩擦小,湿式表的压力损失很低(一般只有几百帕),波动极小。
公式:实际流量=P3*SQRT(C1/(273+P2)*(P1+101)/C2) 参数: C1:设计温度(K) C2:设计压力(KPa) P1:实际压力(Kpa) P2:实际温度(℃) P3:未补偿前流量实际上不同厂家,温压补偿公式可能也有差别由差压信号换算流量时,是跟流体密度有关的 Q=K*SQRT(ΔP/ρ),(K是一个综合的系数)四楼的意思是说根据设计时的温度、压力下的差压-流量换算公式,采用理想气体状态方程来计算流体密度,就是那个PV=nRT,这样的方法只能应用于那种可以当作理想气体的流体,比如氮气、氧气等,而水蒸气因为不能当作理想气体,同时水蒸气性质有很多试验数据,所以水蒸气的温压补偿有另外的算式。
另外上面说的补偿只针对气体,对液体显然要另外想办法,但是原则都是计算工况下的流体密度。
根据热力学方程P0V0/T0=P1V1/T1进行温压补偿,V0=P1V1T0/T1P0,单位统一后:V0=(P1*1000+101)*V1(T0+273)/(T1+273)(P0+101)可是有的资料上介绍F0=F1*SQRT{((P1*1000+101)*(T0+273)/[(T1+273)(P0*1000+101)]} 请教这里的开方是如何推倒出来的?对于蒸汽流量,其质量流量M=k*SQRT(ΔP*ρ) (1)k-常数;ΔP-孔板两侧差压值;ρ为蒸汽密度。
如果在孔板上只装有差压变送器,则密度ρ取管道中温度和压力变化范围内某一固定点上的密度ρ0,这样一来流量公式就变为M=k*SQRT(ΔP*ρ0)=K*SQRT(ΔP) (2)式中K=k*SQRT(ρ0)。
显然,由于密度取为固定值,因而当蒸汽的温度和压力波动引起密度变化时,必然会引起测量误差。
假如在管道上再装一个压力变送器和一个温度变送器,在测取差压信号的同时,测取管道内的压力和温度信号。
这样,假设原设计工作温度和压力分别为T0和P0,相应密度ρ0,现在实际工作温度和压力分别为T1和P1,密度为ρ1。
压力与流量计算公式:调节阀的流量系数Kv,是调节阀的重要参数,它反映调节阀通过流体的能力,也就是调节阀的容量。
根据调节阀流量系数Kv的计算,就可以确定选择调节阀的口径。
为了正确选择调节阀的口径,必须正确计算出调节阀的额定流量系数Kv值。
调节阀额定流量系数Kv的定义是:在规定条件下,即阀的两端压差为10Pa,流体的密度为lg/cm,额定行程时流经调节阀以m/h或t/h的流量数。
1.一般液体的Kv值计算a.非阻塞流判别式:△P<FL(P1-FFPV)计算公式:Kv=10QL式中:FL-压力恢复系数,见附表FF-流体临界压力比系数,FF=0.96-0.28PV-阀入口温度下,介质的饱和蒸汽压(绝对压力),kPaPC-流体热力学临界压力(绝对压力),kPaQL-液体流量m/hρ-液体密度g/cmP1-阀前压力(绝对压力)kPaP2-阀后压力(绝对压力)kPab.阻塞流判别式:△P≥FL(P1-FFPV)计算公式:Kv=10QL式中:各字符含义及单位同前2.气体的Kv值计算a.一般气体当P2>0.5P1时当P2≤0.5P1时式中:Qg-标准状态下气体流量Nm/hPm-(P1+P2)/2(P1、P2为绝对压力)kPa△P=P1-P2G -气体比重(空气G=1)t -气体温度℃b.高压气体(PN>10MPa)当P2>0.5P1时当P2≤0.5P1时式中:Z-气体压缩系数,可查GB/T 2624-81《流量测量节流装置的设计安装和使用》3.低雷诺数修正(高粘度液体KV值的计算)液体粘度过高或流速过低时,由于雷诺数下降,改变了流经调节阀流体的流动状态,在Rev<2300时流体处于低速层流,这样按原来公式计算出的KV值,误差较大,必须进行修正。
此时计算公式应为:式中:Φ―粘度修正系数,由Rev查FR-Rev曲线求得;QL-液体流量m/h对于单座阀、套筒阀、角阀等只有一个流路的阀对于双座阀、蝶阀等具有二个平行流路的阀式中:Kv′―不考虑粘度修正时计算的流量系ν ―流体运动粘度mm/sFR -Rev关系曲线FR-Rev关系图4.水蒸气的Kv值的计算a.饱和蒸汽当P2>0.5P1时当P2≤0.5P1时式中:G―蒸汽流量kg/h,P1、P2含义及单位同前,K-蒸汽修正系数,部分蒸汽的K值如下:水蒸汽:K=19.4;氨蒸汽:K=25;氟里昂11:K=68.5;甲烷、乙烯蒸汽:K=37;丙烷、丙烯蒸汽:K=41.5;丁烷、异丁烷蒸汽:K=43.5。
气体体积流量测量的温度压力补偿公式及相对误差计算Document number:WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT流量计示值修正(补偿)公式我公司能源计量的流量计示值单位规定为20℃,标准状态的流量,如设计选型使用了不同流量计示值单位,则根据设计的流量单位(质量流量kg/h 、0℃,及20℃,标准状态或工作状态)选用对应的温度、压力修正(补偿)公式;不同测量原理的流量计,应根据其流量计流量方程(公式)选用对应的温度、压力修正(补偿)公式。
1. 气体流量测量的温度、压力修正(补偿)公式:1.1 差压式流量计的温度、压力修正(补偿)实用公式:一般气体体积流量(标准状态20℃,),根据差压式流量计流量方程,可得干气体在标准状态(20℃,)的积流流量:)()()()(15.273T 325.101p 15.273T 325.101p q q vNvN +'⋅++⋅+'=' (1)式中: q'vN ——标准状态下气体实际体积流量;q vN ——标准状态下气体设计体积流量;p'——气体实际压力,kPa ;p ——气体设计压力,kPa ;T'——气体实际温度,℃;T ——气体设计温度,20℃。
1.2 一般气体质量流量的温度、压力修正(补偿)公式:T p T p q q mm ''=' (2)式中: q'vN ——标准状态下气体实际体积流量;q vN ——标准状态下气体设计体积流量;p'——气体实际压力,绝对压力;p ——气体设计压力,绝对压力;T'——气体实际温度,绝对温度;T ——气体设计温度,绝对温度。
1.3 蒸汽的温度、压力修正(补偿)公式:根据差压式流量计流量方程,可得蒸汽的质量流量:ρρ'='mm q q (3)式中: q'm ——蒸汽实际质量流量;q m ——蒸汽设计质量流量;ρ'——蒸汽实测时密度;ρ——蒸汽设计时密度;依据水和水蒸汽热力性质IAPWS-IF97公式其密度计算模型,工业常用范围内水蒸汽的密度为:式中:,ρ为水蒸汽密度;P 为压力,MPa ;v 为比体积,m 3/kg ;T 为温度,K ;R 为水物质气体常数,kg -1K -1;n i 、I i 、J i 为公式系数见“表1”。
流量计示值修正(补偿)公式
我公司能源计量的流量计示值单位规定为20℃,101.325kPa 标准状态的流量,如设计选型使用了不同流量计示值单位,则根据设计的流量单位(质量流量kg/h 、0℃,101.325kPa 及20℃,101.325kPa 标准状态或工作状态)选用对应的温度、压力修正(补偿)公式;不同测量原理的流量计,应根据其流量计流量方程(公式)选用对应的温度、压力修正(补偿)公式。
1. 气体流量测量的温度、压力修正(补偿)公式:
1.1 差压式流量计的温度、压力修正(补偿)实用公式:
一般气体体积流量(标准状态20℃,101.325kPa ),根据差压式流量计流量方程,可得干气体在标准状态(20℃,101.325kPa )的积流流量:
)()()()(15.273T 325.101p 15.273T 325.101p q q vN
vN +'⋅++⋅+'=' (1)
式中: q'vN ——标准状态下气体实际体积流量;
q vN ——标准状态下气体设计体积流量;
p' ——气体实际压力,kPa ;
p ——气体设计压力,kPa ;
T'——气体实际温度,℃;
T ——气体设计温度,20℃。
1.2 一般气体质量流量的温度、压力修正(补偿)公式:
T p T
p q q m m ''=' (2)
式中:
q'vN ——标准状态下气体实际体积流量;
q vN ——标准状态下气体设计体积流量;
p' ——气体实际压力,绝对压力;
p ——气体设计压力,绝对压力;
T'——气体实际温度,绝对温度;
T ——气体设计温度,绝对温度。
1.3 蒸汽的温度、压力修正(补偿)公式:
根据差压式流量计流量方程,可得蒸汽的质量流量:
ρρ'
='m m q q (3)
式中:
q'm ——蒸汽实际质量流量;
q m ——蒸汽设计质量流量;
ρ' ——蒸汽实测时密度;
ρ ——蒸汽设计时密度;
依据水和水蒸汽热力性质IAPWS-IF97公式其密度计算模型,工业常用范围内水蒸汽的密度为:
)(1000
10
ππγγνρ+==RT
π
γπ1
0= i i J 1I i 43
1i i 50I n )
(.-=-=∑τπγπ
T 540=τ
1MPa p =π
式中:, ρ 为水蒸汽密度;P 为压力, MPa ;v 为比体积,m 3/ kg ;T 为温度, K ;R 为水物质气体常数, 0. 461526kJ ∙kg -1 ∙K -1;n i 、I i 、J i 为公式系数见“表1”。
利用IAPWS-IF97计算的水和水蒸汽单相区( 1-3区) 比容的不确定性在±0. 05%左右。
应用上述公式只需安装有温度、压力变送器, 不需要判断是饱和蒸汽还是过热蒸汽就可以准确测量。
对于确定是饱和蒸汽的场合,只需要测温或测压, 利用IAPWS-97公式第4区中给出的方程组计算出饱和压力或饱和温度, 再代入上述公式中, 也可准确计算饱蒸汽密度。
表1:
公式的指数和系数数值
2. 涡街流量计、旋进旋涡流量计和涡轮流量计的温度、压力修正(补偿)公式
一般气体体积流量(标准状态20℃,101.325kPa ),根据差压式流量计流量方程,可得干气体在标准状态(20℃,101.325kPa )的积流流量:
)
()()()(15.273T 325.101p 15.273T 325.101p q q vN vN +'⋅++⋅+'='• (4)
式中:
q'vN ——标准状态下气体实际体积流量;
q vN ——标准状态下气体设计体积流量;
p' ——气体实际压力,kPa ;
p ——气体设计压力,kPa ;
T'——气体实际温度,℃;
T ——气体设计温度,20℃。
技术科整理
2012年5月4日。