在相異于校準(zhǔn)條件的情況下水工業(yè)超聲流量計(jì)量表的操作
摘要:在相異于校準(zhǔn)條件的情況下水工業(yè)超聲流量計(jì)量表的操作資訊由優(yōu)秀的流量計(jì)、流量?jī)x生產(chǎn)報(bào)價(jià)廠家為您提供。1、摘要 現(xiàn)在,用于天然氣計(jì)量的超聲流量計(jì)的校準(zhǔn)盡可能在流量校準(zhǔn)裝置上進(jìn)行。既然幾乎所有的這些裝置使用天然氣流過(guò)管線,在通常情況下,就不可能改變影響聲速的參數(shù),比如。更多的流量計(jì)廠家選型號(hào)價(jià)格報(bào)價(jià)歡迎您來(lái)電咨詢,下面是在相異于校準(zhǔn)條件的情況下水工業(yè)超聲流量計(jì)量表的操作文章詳情。
1、摘要現(xiàn)在,用于天然氣計(jì)量的超聲流量計(jì)的校準(zhǔn)盡可能在流量校準(zhǔn)裝置上進(jìn)行。既然幾乎所有的這些裝置使用天然氣流過(guò)管線,在通常情況下,就不可能改變影響聲速的參數(shù),比如溫度、壓力、氣體組成。當(dāng)超聲流量計(jì)使用時(shí)這些參數(shù)如果相異于校準(zhǔn)情況下的數(shù)值,校準(zhǔn)還能起到作用嗎?
為了定量地描述這些參數(shù)的變化對(duì)超聲流量計(jì)校準(zhǔn)的影響,進(jìn)行了一系列的仔細(xì)控制的校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)。*步的實(shí)驗(yàn)包括在西南研究院(SwRI)的高壓回路中使用壓力2.8MPa(400psi)的天然氣介質(zhì)校準(zhǔn)一臺(tái)200mm(8inch)和一臺(tái)300mm(12inch)的超聲流量計(jì)。作為附加的參考,200mm和300mm的渦輪流量計(jì)也應(yīng)用于回路中。然后把流體介質(zhì)改為氮?dú)?,聲速變化?6%,數(shù)值上等效于天然氣4.6MPa(677psi)的壓力。
為了進(jìn)一步試驗(yàn)壓力對(duì)超聲流量計(jì)校準(zhǔn)的影響,在壓力從1.4MPa(200psi)到7MPa(1000psi)的范圍內(nèi),使用氮?dú)鈱?duì)口徑300mm的流量計(jì)進(jìn)行了一系列的統(tǒng)計(jì)聲速測(cè)量。測(cè)量值表明在這個(gè)壓力范圍內(nèi)聲速的變化在計(jì)算值的0.03%以內(nèi)。
此外,對(duì)溫度和流體介質(zhì)的變化導(dǎo)致的聲速的變化,進(jìn)行了進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)。用天然氣在21℃(70℉)和10℃(50℉)進(jìn)行校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn),用氮?dú)庠?1℃(70℉)和32℃(90℉)下進(jìn)行。對(duì)每一系列的校準(zhǔn),對(duì)比平均校準(zhǔn)曲線,得出變化對(duì)校準(zhǔn)的影響。在滿足期望的裝置和流量計(jì)再現(xiàn)性條件下,超聲流量計(jì)的校準(zhǔn)對(duì)聲速的變化、溫度和壓力的變化都沒(méi)有反應(yīng)。當(dāng)用于校準(zhǔn)的流體介質(zhì)從天然氣變化到氮?dú)鈺r(shí),觀察到的微小的變化是由于對(duì)這兩種氣體使用的狀態(tài)方程不同。
這些測(cè)試結(jié)果證明如果超聲流量計(jì)在一套條件下的校準(zhǔn)程序是可行的,在另外的條件下使用也可以,包括用不同的氣體介質(zhì)。
2、引言
用于關(guān)聯(lián)交易的天然氣計(jì)量用超聲流量計(jì)的原理是通過(guò)測(cè)量氣體的超聲波傳播時(shí)間。超聲波在與流體流向一致時(shí),傳播時(shí)間要小于逆流時(shí)的情況。兩種狀態(tài)下的傳播時(shí)間差用于計(jì)算氣體流動(dòng)的平均速率。實(shí)際的體積流量可用下式表示:
這里K=流量計(jì)的儀表系數(shù),△T=傳播時(shí)間差,T1=順流時(shí)的傳播時(shí)間,T2=逆流時(shí)的傳播時(shí)間
由于這個(gè)流量方程式中只包括了流量計(jì)的物理學(xué)結(jié)構(gòu)尺寸和傳播時(shí)間,它獨(dú)立于流動(dòng)氣體中的聲速(SOS)。因此,就可以作出假設(shè):氣體流速的測(cè)定獨(dú)立于影響氣體中聲速的因素,比如溫度、壓力和氣體組成。如果這個(gè)假設(shè)不正確,超聲流量計(jì)在不同于現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行條件下的校準(zhǔn)的有效性就值得考慮。
首先,對(duì)超聲流量計(jì)氣體速度的測(cè)定獨(dú)立于聲速,但可能由于下列原因還有一些次要的影響。
聲阻改變了信號(hào)對(duì)氣體的耦合;
雷諾數(shù)的變化。雷諾數(shù)正比于特定的重力(SG)與粘度的比值;
信號(hào)的波長(zhǎng)(WL)隨氣體組成變化而變化。
在不同的介質(zhì)下留意這些參數(shù)是饒有興趣的。下列的表格是針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)條件,注意對(duì)一給定的管徑大小和流速,雷諾數(shù)幾乎是個(gè)常數(shù)。
表1氣體性質(zhì)
當(dāng)從天然氣改變?yōu)榭諝饣蛘叩獨(dú)?,許多氣體性質(zhì)會(huì)變化,比如聲速、特定的重力和粘度。然而,由于它們也隨溫度和壓力變化,超聲流量計(jì)在操作條件的范圍內(nèi)在氣體性質(zhì)上就有可以想象得到的交迭,表明偏離標(biāo)準(zhǔn)條件不是那么重要。
3、研究目標(biāo)
本文中所闡述的研究目標(biāo)是確定溫度、壓力和流體介質(zhì)變化對(duì)氣體超聲流量計(jì)的影響。除了檢驗(yàn)超聲流量計(jì)技術(shù)外,該套程序還有支持這些天然氣流量計(jì)用氮?dú)饣蚩諝庑?zhǔn)的作用。
現(xiàn)在,在北美只有兩套設(shè)備可用以在超出流量范圍的情況下校準(zhǔn)口徑大于200mm的超聲流量計(jì)。這些流量計(jì)的安裝以每年超過(guò)10%的速度在增長(zhǎng)。在將來(lái),校準(zhǔn)設(shè)備將會(huì)變的有很大的局限性。這些校準(zhǔn)裝置可能在使用不到幾年的情況下就需要重新校準(zhǔn)。
如果超聲流量計(jì)的校準(zhǔn)只限于天然氣裝置,建造新裝置的可能性會(huì)由于位置和費(fèi)用而被局限。然而,如果可以證明用其它介質(zhì)校準(zhǔn)是等效的,建造新裝置的可能性就大大提高了。用空氣校準(zhǔn)天然氣流量計(jì)就不單單針對(duì)超聲流量計(jì)。幾乎所有用于天然氣計(jì)量的渦輪流量計(jì)和住宅用煤氣表都可以用空氣校準(zhǔn)。
4、流量回路校準(zhǔn)
為了實(shí)現(xiàn)該程序的目標(biāo),在零流量和其它流量條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。零流量的實(shí)現(xiàn)用來(lái)確定壓力對(duì)校準(zhǔn)的可能影響。
4.1 流量回路實(shí)驗(yàn)
既然現(xiàn)在沒(méi)有加壓的流量校準(zhǔn)裝置在同一測(cè)試回路中既能用天然氣校準(zhǔn)也能用空氣校準(zhǔn),zui好的選擇是用惰性氣體氮?dú)?,它有與空氣接近的性質(zhì)(空氣含78%的氮?dú)猓N髂涎芯吭簱碛幸惶籽h(huán)系統(tǒng)(不是氣體管線的一部分),它是北美*的可以用同一套儀器在相同的回路中既適用于氮?dú)庖策m用于天然氣測(cè)試的裝置。盡管音速噴嘴裝置是用稱重系統(tǒng)確定質(zhì)量流率的校準(zhǔn)裝置,音速噴嘴流率計(jì)算需要?dú)怏w組成和狀態(tài)方程來(lái)確定氣體性質(zhì)。同時(shí)決定在回路中使用參考渦輪流量計(jì)來(lái)對(duì)比兩種體積計(jì)量的流量計(jì)(比如渦輪和超聲流量計(jì))。這種參考表法相比較流量計(jì)與音速噴嘴對(duì)比的方法對(duì)氣體組成的以來(lái)要小。
5、結(jié)束語(yǔ)
在西南研究院的高壓回路中用氮?dú)夂吞烊粴庾鳛樵囼?yàn)流體進(jìn)行了一系列的標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)。此外,改變溫度相應(yīng)改變聲速。在這些校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)中,包括儀器儀表、管線布置和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在內(nèi)的測(cè)試裝置不發(fā)生變化。
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