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精信测器

 

8.5 节流件开孔直径和管径的误差校正

节流装置在加工制造过程中总是存在一些偏差,其中与流量测量精确度密切相关的有节流件开孔直径d和靠近节流装置的直管段内径D。

当d和D实际尺寸偏离设计尺寸后,传统的做法是将此误差代入不确定度计算公式,然后对由此引起的不确定度增大的数值进行估算,这是一种被动的和无可奈何的方法。

在计算机技术进入流量仪表之后,这一沿用几十年的传统做法可采用积极的措施,不是承认这一误差并估算对测量不确定度的影响,而是将其对测量产生影响的最终结果在流量显示仪表中予以校正。

实际上d和D偏离设计值造成的后果就是流量测量系统的满度值产生了变化。如果将d和D的实际值测量出来,然后代入公式计算出与此实际值相对应的流量满度值,然后用新的满度值代替原设计值,置入流量显示仪表或DCS等,则系统运行后尺寸误差对测量系统的影响就得到了完全的校正。下面介绍具体计算方法[4]

从20℃时开孔直径设计值d20和管道内径设计值D20用式(8.18)和式(8.19)计算工作状态下的开孔直径d和管道内径D以及直径比

                                            (8.18)

                                           (8.19)

                                                         (8.20)

式中     ——节流件材料膨胀系数;

         * ——流体温度;

         * ——管道的材料膨胀系数;

         ——工作状态下的直径比。

用同样的方法从20℃时开孔直径实测值 和管道内径实测值 分别计算工作状态下的实际开孔直径 和实际管道内径 ,并进而计算工作状态下的实际直径比

                                                 (8.21)

在作 误差修正时,忽略雷诺数的影响,于是本书第7章中的式(7.27)的流出系数表达式简化为

                           (8.22)

同样,用式(7.27)由 可计算实际流出系数

为了计算方便将本书第3章中的式(3.1)改写为

                                 (8.23)

                  =

   式中          -1          (8.24)

当流量为满度值时, ,将此值和计算得到的C、 、d代入式(8.24)得到u,然后将计算得到 代入式(8.25),即

                                     (8.25)

式中   ——与 对应的流量上限值。

     在对流量二次表组态时,只需将 值填入满量程菜单,仪表运行后,就完成了开孔直径和管道内径加工误差的自动校正。

例如有一节流装置,孔板开孔直径和管道内径的设计值和实际值分别为:

设计值为0.6,而 =0.59956,将上述数据代入式(8.21)、式(8.22)、式(8.24)、式(8.25)中得

显然,d和D的加工误差还是引入了0.088%R的流量测量误差。

本节中关于流出系数的公式都是以标准孔板为例,如果节流装置是喷嘴或文丘里管,流出系数公式可参阅相关参考文献。

 

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