气体流量标准装置喷嘴设计及流出系数修正(精)

微小流量pVTt法气体流量标准装置的研制

龚中字;陈风华;王东伟

【期刊名称】《计量学报》

【年(卷),期】2010(031)0z2

【摘 要】介绍了pVTt法气体流量标准装置的设计原理和方案,给出了装置主要参数的测试方法及测试结果,并对装置进行了不确定度评定.分析了该装置与0.1级1.8 m3 pVTt法气体流量标准装置和0.2级的100 L钟罩装置标定同一组临界流文丘里喷嘴流出系数的结果,验证结果表明装置准确度为0.1级.

【总页数】5页(P102-106)

【作 者】龚中字;陈风华;王东伟

【作者单位】重庆市计量质量检测研究院,重庆400020;重庆市计量质量检测研究院,重庆400020;中国计量科学研究院,北京,100013

【正文语种】中 文

【中图分类】TB937

【相关文献】

1.PVTt法微小气体流量标准装置 [J], 王东伟;段慧明

2.微小pVTt法气体流量标准装置的性能评估及验证 [J], 高山;李春辉;李小亭

3.正压式pVTt法气体流量标准装置不确定度评定 [J], 孙凤举; 王慧龙; 王光明; 白天; 李铁鹏

4.恒温压动态法气体微小流量标准装置的研制 [J], 黄震威;潘国兵;王文林;欧阳静;陈金鑫 5.pVTt法气体流量标准装置开关阀时间系统差补偿方法 [J], 李宁;向德华;周艳;朱宁;陈炜骄;徐旷宇

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用钟罩标准装置校准临界流文丘里喷嘴

袁海洋

【摘 要】临界流文丘里喷嘴具有稳定性好、无可动部件、检定周期长等诸多优点，作为实验室气体流量标准装置的标准器被广泛采用，通常采用pVTt法标准装置完成量值溯源。通过开展相关的技术研究，采用钟罩式气体流量标准装置对临界流文丘里喷嘴进行实流校准在技术上是可行的，与pVTt法流量标准装置相比具备了更多的优势。

【期刊名称】《油气田地面工程》

【年(卷),期】2013(000)005

【总页数】2页(P75-75,76)

【关键词】计量学;钟罩式标准装置;临界流文丘里喷嘴;不确定度

【作 者】袁海洋

【作者单位】大庆油田设计院

【正文语种】中 文

临界流文丘里喷嘴具有稳定性好、无可动部件、检定周期长等诸多优点，作为实验室气体流量标准装置的标准器被广泛采用。为满足国家计量检定规程的要求，临界流文丘里喷嘴通常采用pVTt法标准装置进行量值溯源，以提高气体流量标准装置的测量准确度。通过开展理论实验研究，采用钟罩式气体流量标准装置对临界流文丘里喷嘴进行实流校准在技术上是可行的。 1 数学模型

临界流文丘里喷嘴在测量过程中，当上、下游气流压力比达到临界条件时，测量流量只与上游压力、温度有关，不受下游状态变化影响，因此准确度非常高，在校准过程中，根据喷嘴上游滞止压力和滞止温度，可以计算出理论质量流量，与钟罩标准装置提供的标准流量值进行比较，可以计算得到喷嘴的流出系数

2 不确定度评定

（1）标准体积量的不确定度。钟罩式标准装置的体积测量不确定度为U=0.1%，按正态分布，引入的标准不确定度为u1=0.05%。

（2）钟罩内空气密度的不确定度。空气密度的不确定度主要来源于环境温度、压力、湿度的测量，根据测算，引入的标准不确定度为u2=0.046%。

（3）喷嘴喉部截面积的不确定度。喉部截面积在校准过程中作为常数使用，其引入的不确定度忽略不计。

（4）临界流函数的不确定度。临界流函数是等熵指数的函数，不确定度主要来源大气湿度的测量，大气湿度测量引起临界流函数最大偏差为0.002%，按均匀分布，引入的标准不确定度为u4=0.0012%。

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

: ）（）（） （）（15.273T325.101p15.273T325.101pqqvN vN

（1） 式中： q'vN——标准状态下气体实际体积流量； qvN——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：

TpTpqqm m

（2） 式中： q'vN——标准状态下气体实际体积流量； qvN——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

:

（3） 式中： q'm——蒸汽实际质量流量； qm——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：

设备·产品/Equipment&Product

石油石化节能

https://大庆油田油气水计量检定站作为大庆油田企业流量最高计量机构，在用的临界流文丘里喷嘴气体流量标准装置，投产于2012年，受限于当时的技术条件，检定效率渐显疲软，已无法满足现今的检定工作。油气水计量检定站通过与中国测试技术院合作，分析影响装置检定效率的因素，并对装置进行优化改造。装置通过一年的运行，真正实现了节能降耗和提质增效的目的。临界流文丘里喷嘴气体流量标准装置的改造与优化向丽萍陈淼黄奕欣陈迪平（中国测试技术研究院流量研究所）摘要：因大庆油田油气水计量检定站临界流文丘里喷嘴气体流量标准装置整体检定效率低下，经过研究与分析，提出该装置整体技术水平受技术条件局限和年限制约，存在影响检定的六类问题。针对相应问题，通过采取气环泵和水环泵配合使用、改变变频器使用方式、填装自检漏系统、增加待检仪器吹扫设备、加装自动连接装置、加装高清摄像头、改进上游实验管段、增加水循环系统等九个方法对临界流文丘里喷嘴气体流量标准装置进行改造和优化。改造后，装置整体检定效率提高57%，同时，经过改造，还达到年节电约10×104kWh的效果，年节省电费15万元以上。关键词：气体流量标准装置；变频器；自检漏系统DOI:10.3969/j.issn.2095-1493.2023.03.010TransformationandoptimizationofgasflowstandarddeviceforcriticalflowventurinozzleXIANGLiping，CHENMiao，HUANGYixin，CHENDipingFlowResearchInstituteofNationalInstituteofMeasurementandTestingTechnologyAbstract：DuetothelowoverallcalibrationefficiencyofgasflowstandarddeviceforcriticalflowventurinozzleattheoilandgaswatermetrologycalibrationstationofDaqingoilfield，theoveralltech-nicallevelofthedevice，throughtheresearchandanalysis，isproposedtobelimitedbytechnicalcon-ditionsandannualrestrictionswiththesixtypesofproblemsthataffectcalibration．Inviewofthecor-respondingproblems，thegasflowstandarddeviceofcriticalflowventurinozzlewastransformedandoptimizedbyadoptingninemethodsthatarecomposedofusingagasringpumpinconjunctionwithawaterringpump，changingthewaytousefrequencyconverter，fillinginself-testingleaksystem，addingtheinstrumentpurgingequipmenttobetested，retrofittingtheautomaticconnectiondevices，addingtheHDcamera，improvingtheupstreamexperimentalpipesectionandaddingthewatercircu-lationsystem．Afterthemodification，theoverallcalibrationefficiencyofthedevicehasincreasedby57%．Atthesametime，throughthetransformation，theannualelectricitysavingisabout10×104kWhandtheannualelectricitycostissavedover150000yuan．Keywords：gasflowstandarddevice；frequencyconverter；self-testingleaksystem