孔板流量計入口直角邊緣尖銳度及其修正系數(shù)的模擬研究
發(fā)布時間：2023-07-11 09:49:51
一般而言,孔板流量計入口邊緣應(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法保證對于工質(zhì)的節(jié)流作用達(dá)到預(yù)期,因而會對測量精度產(chǎn)生影響。在孔板實際工作過程:中,可能存在加工精度不足、工質(zhì)磨損、腐蝕等問題的存在,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,若超過這一-限值,則無法保證測量精度,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時孔板的流量系數(shù)變化趨勢,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于孔板流量計系數(shù)的影響趨勢與管徑無關(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，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時流量系數(shù)達(dá)到最大;
(2)孔板人口邊緣開始鈍化時,流量系數(shù)顯著增加,遠(yuǎn)大于經(jīng)驗計算公式結(jié)果,因此造成使用經(jīng)驗計算公式時得到的工質(zhì)質(zhì)量流量相對真實值很小，其中DN25管道內(nèi)相對誤差為5.16%~12.61%,DN200管道的相對誤差為5.13%~11.96%;
(3)對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應(yīng)的修正系數(shù)b進(jìn)行孔板流量系數(shù)的修正時,可以--定程度上減少流量系數(shù)的相對誤差。本文使用表5中的修正系數(shù)b對經(jīng)驗公式計算結(jié)果進(jìn)行修正,結(jié)果如圖9所示。
結(jié)果顯示，對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應(yīng)的孔板流量系數(shù)相對誤差降低到可以接受的程度,而大部分情況下相對誤差仍比較大,如DN25管道多數(shù)情況下的流量系數(shù)相對誤差在4.41%~6.94%之間,DN200管道的相對誤差多數(shù)在3.74%~7.11%,因此該修正系數(shù)b對于超臨界二氧化碳工質(zhì)并不適用。
對DN25和DN200管道的模擬流量系數(shù)及經(jīng)驗公式計算結(jié)果求平均,得到針對超臨界二氧化碳工質(zhì)的不同孔板邊緣尖銳度對應(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)行孔板流量計的流量系數(shù)經(jīng)驗公式計算結(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管道相對誤差為0.11%~1.21%,DN200管道相對誤差為0.11%~1.85%。
