温度压力测口位置的合理选择

温度压力测口位置的合理选择
    实施流体温度、压力补偿时，应合理选择温度、压力测口的位置，因为蒸汽以一定流速流过流量测量仪表时，测压口选在不同的位置得到的测量值是不同的。测温口也有类似的情况。
    从流量计使用现场的实际情况来看，用于温压补偿的测温口、测压口位置虽然多种多样，但大多数是测压口在前，测温口居后。即测压口开在流量计上游的管道上，测温口开在流量计下游的管道上。
    (1)孔板流量计的测温测压口位置
①质量流量与各自变量的关系，除了前面所述的式(3. 1)之外，也可用式(3.21)表达。

    假定流体为可压缩性流体，而且在p₁、p₂差别不大的情况下，流体符合理想气体定律，这时将式(3.22)代入式(3.21)，就可得到式(3.1)，因此，式(3.21)和式(3.1)是等价的。
    关于流体密度，GB/T 2624-2006在5.4.2条中规定，它可以直接测得，亦可根据差压取压口处的绝对静压、绝对(热力学)温度和流体成分构成相应的状态方程计算出来。5.4.3条中进一步规定，允许一个取压口同时连接差压测量装置和静压测量装置，但要保证这种双重连接不会导致差压测量出现任何差错。
    该标准中的关键数据如流出系数C和可膨胀性系数ε，都是根据大量实验数据经处理得到的，因此在采用这些实验结果进行节流装置的设计和由此设计的节流装置测量流量时，实际上是实验方法的“逆过程”。
    至于将取压口开在节流装置前一定距离的管段上测得的压力比标准规定的方法测得的压力差多少，照理可以按伯努利方程、连续性方程和热力学过程方程[4]计算出来，但具体计算时还有一些困难，而如果在现场实测，却是不困难的。
    ②测温问题  流体温度最好在一次装置下游测量。温度计套管所占空间应尽可能小。如果套管位于下游，其与一次装置之间的距离应至少为5D。
    一般可以假设差压装置上游和下游处的流体温度是相同的。然而，如果流体是非理想气体，而又需要最高的精确度，且上游取压口和一次装置下游测温处又存在较大压力损失，则假设两点之间是等焓膨胀，必须根据下游温度(距一次装置5D~15D处测量)计算上游温度。计算时，应根据一次装置相应地按照GB/T 2624计算压力损失△ω，然后采用焦耳-汤姆逊系数μJT计算上游取压口到下游测温处的相应的温度下降△T:
△T=μ_JT△ω
焦耳-汤姆逊系数(Joule Thomson Coefficent)又称等焓温度-压力系数(isenthalpictemperature-pressure coefficent)，等焓下相对于压力的温度变化速率：


    (2)涡街流量计测温测压口位置  涡街流量计是利用流体流过旋涡发生体时产生的稳定旋涡，通过测量其旋涡产生频率，得到体积流量。
    实验指出，流过旋涡发生体的流体不论是液体、气体还是蒸气，只要雷诺数Re_D在2×10⁴~7×10⁶范围内，就能得到稳定的流量系数。
    实验同时指出，旋涡产生的频率反映了旋涡发生体处的流体平均流速，此流速与流通截面积的乘积即为体积流量。要将蒸汽的这种体积流量换算成质量流量，必不可少的是侧量出旋涡发生体处的流体静压力。此处静压力由于流体流速较高，比涡街流量计上游管道内的流体压力低一些。若在此处准确地测量静压力，由于多种原因有一定困难，但在流量计下游一定距离的管道上，测量到能与发生体后面传感器处的静压相等或接近的静压，则是一个可行的方法。横河公司要求，这个合适的距离为3.5~7.5倍管道内径。E+H公司要求，这个合适的距离为从流量传感器下游法兰算起3.5倍管道内径。
    若用上游压力代替下游压力会引入误差，其估算方法如下例所述。
    例如有一台DY型旋涡流量计，用来测量过热蒸汽流量，从流量二次表可读出
    上游流体压力     p₁=0.9MPa(表面值)
    流体温度         t_f=250℃
    瞬时流量显示值   q_m=3.0t/h
    从温度、压力数据查表得到流体密度为ρ1=4.3060kg/m3(当地大气压以0.101325MPa计)，进一步计算得到此时体积流量为696.7m3/h，从横河公司说明书中数据可计算得到管道中流体流速约为48.8m/s，按说明书中提供仪表的压力损失公式计算可得
                          Δp=1.1ρv² =0.0113MPa
令流量计上游管道内的压力与仪表下游3.5D~7.5D处的压力相差即为仪表的压力损失，则下游压力为p₁-△p，据此查得下游流体密度ρ₂ =4.2554kg/m³，根据质量流量与流体密度的关系，可计算由于压力测点位置选择不当引入的误差为

    从上面的分析可清楚地看出，流速越高，由此引人的误差越大。
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