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在物质量计量领域,气体流量计有什么用?

2021-02-26 厂家价格
在物质量计量领域,气体流量计有什么用,做什么用,流体流量的检测与控制是各行各业加强物料管理、能源管理、物资交接、财务结算、经济核算、效益分析与评价及决策的重要依据,也是企业对生产过程进行监控,以保证质量、效率、安全、平稳运行和改善环境的重要手段。一定意义上说:计量是一种眼睛,计量是一种金钱,计量是一种利益。现代化企业对流量的测量要求越来越高,主要体现在精度、可靠性、及时性以及自动化水平等方面。
1常见的几种测量方法概述。
几百年来,为了满足各种测量的需要,人们根据不同的测量原理,研制和生产了几十种流量计,大致分为容积式、速度式、压差式、面积式、质度式等。各类流量计量原理、结构的差异既有其独特性,也有其局限性。为了获得更好的测量效果,需要根据不同的测量区域,不同的测量介质,不同的工作范围,选择不同类型和型号的流量计。几种在工业计量中常用的气体流量计:
(1)压差式流量计。
压差式流量计是基于伯努利方程和流体连续性方程,根据节流原理,在流经节流部件(如标准孔板、标准喷嘴、长径喷嘴、传统文丘利喷嘴、文丘利喷嘴等)时,在节流部件前后产生压差,此压差与流量的平方成正比。由于标准孔板节流装置差压式流量计结构简单,制造成本低,研究充分,已被标准化,在差压式流量计中得到了广泛的应用。开口式流量计的理论流量公式如下:
其中,qf为工作状态下的体积流量,m3/s;c为外流系数,无量钢;β=d/D,无量钢;d=d,工作状态下的孔板内径,mm;D=工作状态下的上游管路内径,mm;ε=d/D,无量钢;Δp=p,工作状态下的孔板内径,Pa;ρ1为流体密度,kg/m3。
就天然气而言,标准状态下实际天然气积流量计算公式如下:
其中qn为标准状态下的天然气体积流量,m3/s;As为秒计量系数,视计量单位而定,As=3.1794×10-6;c是外流系数;E是渐近速度系数;d是工作条件下孔板内径,mm;FG是相对密度系数,ε是可膨胀系数;FZ是超压缩系数;FT是流动湿度系数;p1是孔板上游侧的静压,MPa;Δp是气流通过孔板时产生的差压,Pa。
一般情况下,压差式流量计由节流装置(节流件、测量管、直管段、流动调节管、取压管)和压差式流量计组成,对于工作条件变化、准确度要求高的情况,需要配置压力计(传感器或变送器)、温度计(传感器或变送器)和流量计算机,组分不稳定时还需要配置在线密度计(或色谱仪)等。
(2)速度表。
流速计是一种直接测量全管流速的流量计,它的原理是全管流速的测量。产业应用领域主要是:
②涡轮机流量计:涡轮机在流过涡轮机流量传感器时,涡轮机在流体推力的作用下进行旋转,其转速与管内平均流动速度成正比,涡轮机周期性地改变磁电转换器的磁阻值,探测线圈内磁通随之发生周期性变化,产生周期性的电脉冲信号。该电脉冲信号在一定流量(雷诺数)范围内,与流经涡轮机流量传感器的流体体积流量成比例。涡轮机流量计的理论流量公式
n是涡轮转速;qv是容积流量;A是液态物性(密度、粘度等);n是涡轮结构参数(涡轮的倾角、涡轮的直径、涡轮的截面积等);B是与涡轮的顶隙、流速分布有关的系数;C是与摩擦力矩有关的系数。
②涡街流量计:将非流线型旋涡发生体置于流体中,流体在旋涡发生体两侧交替释放出两列规则排列的交替排列的涡街。当流过涡街流量传感器时,在一定的流量(雷诺数)范围内,旋涡的分离频率与流过涡街流量传感器的流量成正比。旋涡街道流量计的理论流量公式
其中,qf为工作状态下的体积流量,m3/s;D为表体通径,mm;M为旋涡发生体两侧的弓形面积与管道横切面积之比;d为旋涡发生体迎流面宽度,mm;f为旋涡发生频率,Hz;r为Straohal数,无量纲。
③旋进式涡轮流量计:在一个由螺旋形导流叶片组成的起旋器上,迫使流体在中心线周围剧烈旋转,从而形成旋涡,旋涡中心在扩大管子时沿一个锥形螺旋形进动。当某一特定流量(雷诺数)时,旋涡进动频率与流经旋涡流量传感器处的流体体积流量成正比。旋进式涡流测量仪的理论流量方程如下
其中,qf是工作状态下的体积流量,m3/s;f是涡流频率,Hz;K是仪器系数,P/m3(p是脉冲数)。
④差分超声流量计:当超声通过流动流体时,在相同的传播距离内,它沿顺、逆流动方向的传播速度是不同的。当流量(雷诺数)很大时,这个时差与管道内被测流体的体积流量(平均速度)成正比。超声流量计的流量方程是:
其中,qf为在工作状态下的体积流量,m3/s;V为在超声波换能器皿1、2之间传播通道上的声道长度,m;L为在换能器1、2之间传播通道上超声波的声道长度,m;X为在传播通道上的轴向分量,m;t1为在超声波顺流时,s;t2为逆流时,s。
一般情况下,速度气体流量计由流量传感器和显示器组成,当温度和压力发生变化时,需要配置压力计(传感器或变送器)、温度计(传感器或变送器)、流量累积器(温压补偿)或流量计算机(温压及压缩因子补偿);如果对精度要求较高,需要配置在线色谱仪,以连续分析混合气体的成分或物性值,计算压缩因子、密度、发热量等。
(3)容积式流量仪表。
体积式流量计内部有一个固定的大空间,以及一组旋转的转子,这些旋转的转子把这个空间分成几个已知的体积,例如腰部的轮子,皮片,转子,刮板,椭圆齿轮,活塞,螺杆等等。旋转体在流体压差的作用下持续旋转,不断地把流体从已知体积的较小空间里抽走。以旋转体在某一时刻的转动次数为基础,可求出流体经过的体积量。体积式流量计理论流量计算公式
其中,qf为工作状态下的体积流量,m3/s;n为旋转体流速,周/s;V为旋转体排液量,m3/周;
对于标准状态,容积式流量计和速度流量计的体积流量计算公式相同。气容式流量计属机械式仪表,通常包括测量体和积算器,在温度和压力发生变化的情况下,需要配有压力计(传感器或变送器)、温度计(传感器或变送器)、流量积算器(温压补偿)或流量计算机(温压和压缩因子补偿)。