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    玻璃管转子流量计的鉴定原理和流量数据的分析

    点击次数:3071 发布时间:2022-08-17
      在实际工作中,由于工作习惯或是其他原因,不少人采用前调气体的流量来检定玻璃管转子流量计。在检定中对气体流量的调节,前调和后调都能起到调节流量的作用,但是前调和后调到底有多大的差异,没有确定的论证。针对这一问题,笔者通过实验,利用容积法对玻璃管转子流量计进行检定,根据实测数据结合建立的数学模型,对前调与后调流量两种方法进行了对比分析。
     
      一、玻璃管转子流量计的检定原理及数学模型
     
      玻璃管转子流量计的检定依据JJG257-2007《转子流量计》检定规程进行,检定时采用钟罩式气体流量标准装置。钟罩式气体流量标准装置在我国大量使用,是气体流量计量的传递标准和气体流量计检定的主要设备之一。这种装置的工作压力一般小于10000Pa,zui大流量取决于钟罩的体积大小及测试技术。根据目前国内的资料及现实的实验条件,其钟罩作为标准测量的zui大流量可达4500m3/h,装置的准确度优于±0.5%。
     
      钟罩式气体流量标准装置检定玻璃管转子流量计的工作原理是,首先打开进气阀,关闭出气阀,开动气泵使气体通过导管流入气体流量标准装置的工作量器内,当钟罩上升到zui高位置时,关闭气泵,停止一段时间后,待标准容器内气体的温度稳定时,开始检定流量计。钟罩式气体流量标准装置本身是一个恒压源并给出标准容积的装置。打开出气阀和调节阀,钟罩以一定的速度下降,到达预定位置开始计时,流量计开始计数,到达预定位置时,停止计时、计数测出钟罩排出的气体体积、温度和时间,钟罩内的气体通过导气管经被检定的流量计流入大气,计算出流量计在刻度状态下的实际流量和示值误差。实际流量值Q(m3/h)可根据式(1)计算得出:
     
      式中:V——流量标准装置内排出的气体体积,m3;τ——在排出装置内的时间,h;PN、PS、Pm——标准状态下、流量标准装置内和流量计前的气体压力,Pa,PN=101325Pa;TN、TS、Tm——标准状态下、流量标准装置内和流量计前的气体温度,K,TN=273.15+20=293.15K。
     
      将实际流量值Q与被检流量计的显示值Q′相比较,利用式(2)可计算出被检流量计示值相对误差为
     
      式中:δV——被检流量计示值相对误差;Q′——被检流量计的显示值;Q——实际流量值。
     
      二、实验数据处理
     
      1.气体测量刻度换算
     
      玻璃管转子流量计由于受其制造厂家标定设备的限制,通常只能用水或空气进行标定。所以,试验中所用的检定介质为非标定介质,应对转子流量计读数进行修正,也称为刻度换算。本实验中标准状态下的检定点为1000L/h,气体的密度受压力、温度变化的影响较大,因此,测量不同气体时要进行刻度换算。流量计的换算问题,实际上就是对于不同的流体浮子处于同一高度时,所反映出的流量值不同。这里使用了简化后的刻度气体换算公式,忽略了黏度对气体的影响。在实验时将检定温度设为常温,但介质不是干空气,所以要对流量示值进行修正,可用式(3)求出检定介质的修正值。
     
      式中:qv0——流量计的气体示值(流量或输出信号所对应的流量);ρ01——使用气体在刻度状态下的密度;qv、P、T——工作状态下的气体流量换算到标准状态下的流量、被测气体的压力(即表压力与大气压力之和)及温度;ρ0、P0、T0——标准状态下被测干气体的密度、压力及开尔文温度,P0=101325Pa。
     
      标准状态下氧气的密度为1.331kg/m3,二氧化碳的密度为1.829kg/m3,空气的密度为1.205kg/m3,根据式(3),可以得到氧气修正后的检定点为945.44L/h,二氧化碳修正后的检定点为806.53L/h。
     
      对于前调和后调流量,以每组中4次实际流量值的平均值作为前调和后调zui后的实际流量值,避免粗大误差对实验结果的影响。同理根据式(2),二氧化碳修正后检定点的值为806.53L/h,由图2中前调的平均值与后调平均值可得二氧化碳的示值误差:前调为14.3%,后调为7.0%,其计算过程与氧气的示值误差计算过程相同。
     
      对二氧化碳的数据分析可知前调流量平均值为705.81L/h,后调流量平均值为867.41L/h,较之于二氧化碳刻度修正后的检定点,后调流量与密度修正后检定点806.53L/h的值更为接近。前调流量相对误差为14.3%,后调流量相对误差为7.0%。二氧化碳的实验结果充分证明了在检定玻璃管转子流量计时,使用后调流量可使相对误差大大减小,检定结果更加准确。
     
      三、结束语
     
      实验结果证明,在检定玻璃管转子流量计时,看似没有差别的两种调节方法,其检定结果差异很大,对于检定结果的准确性而言,后调流量远远优于前调流量。实际检定时,建议将前调控制阀*打开,使用后调流量调节阀。
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