飽和蒸汽流量計使用中K系數對于流量計算的影響
點擊次數：2938 發布時間：2021-01-07 15:41:46
飽和蒸汽流量計是過程流量檢測儀表的一種節流裝置，是將標準孔板與多參數差壓變送器（或差壓變送器、溫度變送器及壓力變送器）配套組成的高量程比差壓流量裝置，可測量氣體、蒸汽、液體及引的流量，廣泛應用于石油、化工、冶金、電力、供熱、供水等領域的過程控制和測量。由于其具有悠久的應用歷史，在使用中建立了完善的設計、計算、規格、選型數據庫表并形成了標準規范。工程設計中孔板作為一種標準的節流元件得到廣泛的應用，是工程人員進行流量檢測設計的*選方案。
飽和蒸汽流量計測量原理
孔板用于過程流量檢測，是基于流體力學中的理想流體傳輸特性而制造出來的節流元件。
理想流體伯努利方程：Z1+P1/ρ1g+V12/2g= Z2+P2/ρ2g+V22/2g+hf
Z1 、Z2 是節流元件前后取壓點距離基準平臺的垂直高度所產生的壓力水頭；
P1 、P2 是節流元件前后管線內介質的靜壓力；
V1、V2 是節流元件前后介質的平均流動速度；
ρ1、ρ2是節流前后介質的密度，理想流體可看做節流前后密度不變為 ρ；
hf為節流元件造成的流體水頭損失，在標準節流元件標準化安裝過程中可忽略不計。
根據以上公式及符號定義整理可得：
（V22 —V12）/2g=（ P1 —P2）/ρg + （Z1 — Z2 ）
根據流體的流量守恒定律知節流元件前后的流體流量相等：
Q1=Q2 ；Q1= V1S1，Q2 = V2S2，
由此可以得出節流元件的平均流速為：V2= V1 S1/ S2
式中S1、S2分別為管線及節流元件的流通橫截面積，由管線的通徑和節流孔板開孔大小可以計算得出。
由此可以得出節流元件之前流體的平均流速：
V12= [（ P1 —P2）/ρg + （Z1 — Z2 ）]2g S22/(S12- S22 ) ；
實際使用中，節流元件前后取壓點到基準平臺的垂直距離保持一致，因此
（Z1 — Z2 ） =0 由此上述公式可以化簡為：
V1 =√（P1 —P2 ）√（2S22/(S12- S22 )ρ
=K√（P1 —P2 ）；
式中K=√（2S22/(S12- S22 )ρ在標準孔板安裝后的使用中保持基本恒定可看做一常數為流量系數，在工程設計計算中計算得出。
由上公式可知流體的流速與節流元件前后的壓差的開平方成正比，只要我們檢測出節流元件前后的壓差值，就可以得到介質的平均流速，由此可以計算出流體的體積流量，這就是節流孔板能夠測量流體流量的原理。
飽和蒸汽流量計使用中的誤差影響
由以上飽和蒸汽流量計的測量原理可以看出，是在假設一些條件恒定保持不變的情況下，才能實現孔板前后壓差的開平方與流體的流速成正比。因此在實際工程使用中，這種限制條件能否保持恒定是保證飽和蒸汽流量計測量是否準確的*要因素。為此我們在設計、安裝以及使用維護中都需進行相應的工作。
K的影響
為保證流量系數K保持恒定，工程設計中對于介質的密度要求準確，因此在孔板選型過程中要提供流體正常使用中的溫度、壓力、密度、組分等參數。如果現實使用中這些參數偏離選型參數過大，則需要對流量系數重新進行數值修正。大多數裝置的生產都會按照工程設計時的參數來進行，且在線流過程檢測對于參數的精度要求不是很苛刻，因此這種對孔板流量系數的修訂實際生產中并不多見。如果飽和蒸汽流量計用于物料的計量檢測中，則需進行流體流量系數的補償措施，*常見的就是使用溫壓補償措施來進行流量系數數值修訂。
飽和蒸汽流量計測量原理
孔板用于過程流量檢測，是基于流體力學中的理想流體傳輸特性而制造出來的節流元件。
理想流體伯努利方程：Z1+P1/ρ1g+V12/2g= Z2+P2/ρ2g+V22/2g+hf
Z1 、Z2 是節流元件前后取壓點距離基準平臺的垂直高度所產生的壓力水頭；
P1 、P2 是節流元件前后管線內介質的靜壓力；
V1、V2 是節流元件前后介質的平均流動速度；
ρ1、ρ2是節流前后介質的密度，理想流體可看做節流前后密度不變為 ρ；
hf為節流元件造成的流體水頭損失，在標準節流元件標準化安裝過程中可忽略不計。
根據以上公式及符號定義整理可得：
（V22 —V12）/2g=（ P1 —P2）/ρg + （Z1 — Z2 ）
根據流體的流量守恒定律知節流元件前后的流體流量相等：
Q1=Q2 ；Q1= V1S1，Q2 = V2S2，
由此可以得出節流元件的平均流速為：V2= V1 S1/ S2
式中S1、S2分別為管線及節流元件的流通橫截面積，由管線的通徑和節流孔板開孔大小可以計算得出。
由此可以得出節流元件之前流體的平均流速：
V12= [（ P1 —P2）/ρg + （Z1 — Z2 ）]2g S22/(S12- S22 ) ；
實際使用中，節流元件前后取壓點到基準平臺的垂直距離保持一致，因此
（Z1 — Z2 ） =0 由此上述公式可以化簡為：
V1 =√（P1 —P2 ）√（2S22/(S12- S22 )ρ
=K√（P1 —P2 ）；
式中K=√（2S22/(S12- S22 )ρ在標準孔板安裝后的使用中保持基本恒定可看做一常數為流量系數，在工程設計計算中計算得出。
由上公式可知流體的流速與節流元件前后的壓差的開平方成正比，只要我們檢測出節流元件前后的壓差值，就可以得到介質的平均流速，由此可以計算出流體的體積流量，這就是節流孔板能夠測量流體流量的原理。
飽和蒸汽流量計使用中的誤差影響
由以上飽和蒸汽流量計的測量原理可以看出，是在假設一些條件恒定保持不變的情況下，才能實現孔板前后壓差的開平方與流體的流速成正比。因此在實際工程使用中，這種限制條件能否保持恒定是保證飽和蒸汽流量計測量是否準確的*要因素。為此我們在設計、安裝以及使用維護中都需進行相應的工作。
K的影響
為保證流量系數K保持恒定，工程設計中對于介質的密度要求準確，因此在孔板選型過程中要提供流體正常使用中的溫度、壓力、密度、組分等參數。如果現實使用中這些參數偏離選型參數過大，則需要對流量系數重新進行數值修正。大多數裝置的生產都會按照工程設計時的參數來進行，且在線流過程檢測對于參數的精度要求不是很苛刻，因此這種對孔板流量系數的修訂實際生產中并不多見。如果飽和蒸汽流量計用于物料的計量檢測中，則需進行流體流量系數的補償措施，*常見的就是使用溫壓補償措施來進行流量系數數值修訂。