孔板流量計入口直角邊緣尖銳度及其修正系數的模擬研究
發布時間：2023-07-11 09:49:51
一般而言,孔板流量計入口邊緣應該是尖銳的,其與超臨界二氧化碳工質首先直接接觸,如果其尖銳度不夠的話則無法保證對于工質的節流作用達到預期,因而會對測量精度產生影響。在孔板實際工作過程:中,可能存在加工精度不足、工質磨損、腐蝕等問題的存在,造成直角邊緣變鈍,故標準文件[10]規定,孔板人口邊緣的圓弧半徑應小于等于0.0004D,在此限值之內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,應進行相應的維修、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時孔板的流量系數變化趨勢,結果如圖8所示。
分析結果可以得出:
(1)孔板人口邊緣尖銳度對于孔板流量計系數的影響趨勢與管徑無關。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呈現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達到0.01D和0.008D時流量系數達到最大;
(2)孔板人口邊緣開始鈍化時,流量系數顯著增加,遠大于經驗計算公式結果,因此造成使用經驗計算公式時得到的工質質量流量相對真實值很小，其中DN25管道內相對誤差為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而言,當孔板人口直角邊緣變鈍后,應立即進行相應的處理或流量系數的修正,否則誤差將會變得很大。
當使用標準文件給出的不同邊緣尖銳度對應的修正系數b進行孔板流量系數的修正時,可以--定程度上減少流量系數的相對誤差。本文使用表5中的修正系數b對經驗公式計算結果進行修正,結果如圖9所示。
結果顯示，對于超臨界二氧化碳工質而言,當使用修正系數b進行孔板流量系數的修正后,僅可使部分邊緣圓弧半徑對應的孔板流量系數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管道多數情況下的流量系數相對誤差在4.41%~6.94%之間,DN200管道的相對誤差多數在3.74%~7.11%,因此該修正系數b對于超臨界二氧化碳工質并不適用。
對DN25和DN200管道的模擬流量系數及經驗公式計算結果求平均,得到針對超臨界二氧化碳工質的不同孔板邊緣尖銳度對應的修正系數b,如表6所示。將更正的修正系數應用于模擬數據，結果如圖10所示。
可以看出,當使用更正后的修正系數b進行孔板流量計的流量系數經驗公式計算結果的修正后,得到的流量系數與模擬結果擬合較好,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%。
