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精信測器

 

8.5 節流件開孔直徑和管徑的誤差校正

節流裝置在加工制造過程中總是存在一些偏差,其中與流量測量精確度密切相關的有節流件開孔直徑d和靠近節流裝置的直管段內徑D。

當d和D實際尺寸偏離設計尺寸后,傳統的做法是將此誤差代入不確定度計算公式,然后對由此引起的不確定度增大的數值進行估算,這是一種被動的和無可奈何的方法。

在計算機技術進入流量儀表之后,這一沿用幾十年的傳統做法可采用積極的措施,不是承認這一誤差并估算對測量不確定度的影響,而是將其對測量產生影響的最終結果在流量顯示儀表中予以校正。

實際上d和D偏離設計值造成的后果就是流量測量系統的滿度值產生了變化。如果將d和D的實際值測量出來,然后代入公式計算出與此實際值相對應的流量滿度值,然后用新的滿度值代替原設計值,置入流量顯示儀表或DCS等,則系統運行后尺寸誤差對測量系統的影響就得到了完全的校正。下面介紹具體計算方法[4]。

從20℃時開孔直徑設計值d20和管道內徑設計值D20用式(8.18)和式(8.19)計算工作狀態下的開孔直徑d和管道內徑D以及直徑比

                                            (8.18)

                                           (8.19)

                                                         (8.20)

式中     ——節流件材料膨脹系數;

         * ——流體溫度;

         * ——管道的材料膨脹系數;

         ——工作狀態下的直徑比。

用同樣的方法從20℃時開孔直徑實測值 和管道內徑實測值 分別計算工作狀態下的實際開孔直徑 和實際管道內徑 ,并進而計算工作狀態下的實際直徑比 。

                                                 (8.21)

在作 誤差修正時,忽略雷諾數的影響,于是本書第7章中的式(7.27)的流出系數表達式簡化為

                           (8.22)

同樣,用式(7.27)由 可計算實際流出系數 。

為了計算方便將本書第3章中的式(3.1)改寫為

                                 (8.23)

                  =

   式中          -1          (8.24)

當流量為滿度值時, ,將此值和計算得到的C、 、d代入式(8.24)得到u,然后將計算得到 代入式(8.25),即

                                     (8.25)

式中   ——與 對應的流量上限值。

     在對流量二次表組態時,只需將 值填入滿量程菜單,儀表運行后,就完成了開孔直徑和管道內徑加工誤差的自動校正。

例如有一節流裝置,孔板開孔直徑和管道內徑的設計值和實際值分別為: 。

設計值為0.6,而 =0.59956,將上述數據代入式(8.21)、式(8.22)、式(8.24)、式(8.25)中得 。

顯然,d和D的加工誤差還是引入了0.088%R的流量測量誤差。

本節中關于流出系數的公式都是以標準孔板為例,如果節流裝置是噴嘴或文丘里管,流出系數公式可參閱相關參考文獻。

 

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