孔板流量計(jì)入口直角邊緣尖銳度及其修正系數(shù)的模擬研究
發(fā)布時(shí)間：2023-07-11 09:49:51
一般而言,孔板流量計(jì)入口邊緣應(yīng)該是尖銳的,其與超臨界二氧化碳工質(zhì)首先直接接觸,如果其尖銳度不夠的話則無(wú)法保證對(duì)于工質(zhì)的節(jié)流作用達(dá)到預(yù)期,因而會(huì)對(duì)測(cè)量精度產(chǎn)生影響。在孔板實(shí)際工作過(guò)程:中,可能存在加工精度不足、工質(zhì)磨損、腐蝕等問(wèn)題的存在,造成直角邊緣變鈍,故標(biāo)準(zhǔn)文件[10]規(guī)定,孔板人口邊緣的圓弧半徑應(yīng)小于等于0.0004D,在此限值之內(nèi)的誤差是可以接受的,若超過(guò)這一-限值,則無(wú)法保證測(cè)量精度,應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的維修、更換或修正等。本文模擬了孔板人口邊緣圓弧半徑為0~0.015D時(shí)孔板的流量系數(shù)變化趨勢(shì),結(jié)果如圖8所示。
分析結(jié)果可以得出:
(1)孔板人口邊緣尖銳度對(duì)于孔板流量計(jì)系數(shù)的影響趨勢(shì)與管徑無(wú)關(guān)。隨著孔板人口邊緣逐漸變鈍,DN25和DN200兩種管道的孔板流量系數(shù)呈現(xiàn)近似相同的變化趨勢(shì)，均隨著人口圓弧半徑的增大而先增大后減小,分別在r達(dá)到0.01D和0.008D時(shí)流量系數(shù)達(dá)到最大;
(2)孔板人口邊緣開(kāi)始鈍化時(shí),流量系數(shù)顯著增加,遠(yuǎn)大于經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式結(jié)果,因此造成使用經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式時(shí)得到的工質(zhì)質(zhì)量流量相對(duì)真實(shí)值很小，其中DN25管道內(nèi)相對(duì)誤差為5.16%~12.61%,DN200管道的相對(duì)誤差為5.13%~11.96%;
(3)對(duì)于超臨界二氧化碳工質(zhì)而言,當(dāng)孔板人口直角邊緣變鈍后,應(yīng)立即進(jìn)行相應(yīng)的處理或流量系數(shù)的修正,否則誤差將會(huì)變得很大。
當(dāng)使用標(biāo)準(zhǔn)文件給出的不同邊緣尖銳度對(duì)應(yīng)的修正系數(shù)b進(jìn)行孔板流量系數(shù)的修正時(shí),可以--定程度上減少流量系數(shù)的相對(duì)誤差。本文使用表5中的修正系數(shù)b對(duì)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算結(jié)果進(jìn)行修正,結(jié)果如圖9所示。
結(jié)果顯示，對(duì)于超臨界二氧化碳工質(zhì)而言,當(dāng)使用修正系數(shù)b進(jìn)行孔板流量系數(shù)的修正后,僅可使部分邊緣圓弧半徑對(duì)應(yīng)的孔板流量系數(shù)相對(duì)誤差降低到可以接受的程度,而大部分情況下相對(duì)誤差仍比較大,如DN25管道多數(shù)情況下的流量系數(shù)相對(duì)誤差在4.41%~6.94%之間,DN200管道的相對(duì)誤差多數(shù)在3.74%~7.11%,因此該修正系數(shù)b對(duì)于超臨界二氧化碳工質(zhì)并不適用。
對(duì)DN25和DN200管道的模擬流量系數(shù)及經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算結(jié)果求平均,得到針對(duì)超臨界二氧化碳工質(zhì)的不同孔板邊緣尖銳度對(duì)應(yīng)的修正系數(shù)b,如表6所示。將更正的修正系數(shù)應(yīng)用于模擬數(shù)據(jù)，結(jié)果如圖10所示。
可以看出,當(dāng)使用更正后的修正系數(shù)b進(jìn)行孔板流量計(jì)的流量系數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算結(jié)果的修正后,得到的流量系數(shù)與模擬結(jié)果擬合較好,其中DN25管道相對(duì)誤差為0.11%~1.21%,DN200管道相對(duì)誤差為0.11%~1.85%。
