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渦輪流量計的計算設(shè)備

  隨著電子設(shè)備在計量行業(yè)中的應(yīng)用,一些參數(shù)的測量和計算都進行了電子化,并且高度的智能化了,例如:溫度、壓力電子傳感器和脈沖信號傳輸?shù)仍O(shè)備被應(yīng)用到渦輪流量計的溫度壓力測量當中,為后期的流量轉(zhuǎn)換到標準狀態(tài)提供了重要的參數(shù)。流量計算設(shè)備是純電子化的設(shè)備,流量計算設(shè)備分為兩種:流量計算機和流量積算儀。 
圖 2-5 流量計算機正背面圖
圖 2-5 流量計算機正背面圖 
圖 2-6 流量積算儀正面圖
圖 2-6 流量積算儀正面圖 
  現(xiàn)場測量的流量信號和溫度壓力信號通過數(shù)據(jù)線傳送到流量計算設(shè)備背面的數(shù)據(jù)板上,經(jīng)過流量計算設(shè)備內(nèi)部的計算公式計算,***終將數(shù)據(jù)顯示在正面的液晶顯示屏上。流量積算儀結(jié)構(gòu)比較簡單一般都是與渦輪流量計安裝在一起,被應(yīng)用到一些用量較小的非居民用戶中,流量計算機的結(jié)構(gòu)則比較復(fù)雜需要單獨的計量間,往往被應(yīng)用到用氣量大的非居民用戶當中。 
  流量計標況用氣量的計算:
  渦輪流量計被廣泛的使用到城鎮(zhèn)燃氣的各個壓力級制下,高的接近 4MPa,低的情況卻只有 0.1MPa 多一點,相同摩爾數(shù)的燃氣在不同壓力下工況體積有很大的差異,因此貿(mào)易結(jié)算時就需要將工況下的流量轉(zhuǎn)換到標況下進行結(jié)算。渦輪流量計計算設(shè)備在接收到渦輪流量計和溫度、壓力傳感器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)后,結(jié)合計算機內(nèi)部的預(yù)設(shè)參數(shù),對記錄的工況流量進行計算轉(zhuǎn)化成標況下的流量,其計算公式: 
計算公式

  cnq ——標況流速(m³/h); c0q ——工況流速(m³/h); Tn——標況下溫度(293.15K); T0——工況下溫度(K); Pn——標況下壓力(101.325k Pa); P0——工況下壓力(k Pa); Zn——標況下壓縮因子(根據(jù)氣體組分確定的固定值); Z0——工況下壓縮因子(根據(jù)氣體組分和工況條件確定)。 從 2-3 式中,
Tn、Pn、Zn 在燃氣計量中都是固定的,因此可以明顯看出工況流量轉(zhuǎn)換成標況流量與管道中燃氣的溫度成反比,與工況的壓力成正比,與工況下的壓縮因子成反比,這三個數(shù)據(jù)溫度和壓力可以用變送器直接測出,而工況下的壓縮因子則需要單獨的公式計算。 

  壓縮因子計算公式(維利方程):
計算公式

  式中: Z。——壓縮因子; B——第二維利系數(shù); ρm——摩爾密度(單位體積的摩爾數(shù));(mol/l) bn,Cn,kn——常數(shù); C  ——溫度和組分函數(shù)的系數(shù)。 對比密度 ρr 和摩爾密度 ρm,兩者的關(guān)系: ρr=K3ρm                                         (2-5) 式中: K——混合物體積參數(shù); 摩爾密度方程:   ρm=p/(ZRT)                                  (2-6) 式中: p——壓力  (k Pa)  ; R——摩爾氣體常數(shù)  (J/(mol·K);) T ——熱力學(xué)溫度  (K)  。 壓縮因子 Z 的計算方法如下:首先查表算出 B 和C  (n=13—58)[16]。 在流量計算設(shè)備內(nèi)部經(jīng)過式 2.4,2.5,2.6 計算,得到工況下壓縮因子 Z,在得到工況壓縮因子的確切數(shù)值后,流量計算設(shè)備結(jié)合溫度壓力、工況流量等參數(shù),將數(shù)值代入到式 2.3 后便可算出標況流量,實現(xiàn)貿(mào)易結(jié)算。 

  從渦輪流量計的結(jié)構(gòu)上來看,其結(jié)構(gòu)復(fù)雜并存在多個金屬的轉(zhuǎn)動部件,這些部件之間轉(zhuǎn)動就會產(chǎn)生磨損,雖然在設(shè)計上有潤滑油減緩磨損延長轉(zhuǎn)動部件的使用壽命,但是難免在使用的過程中出現(xiàn)故障。經(jīng)過了相關(guān)的計算后發(fā)現(xiàn),渦輪流量計的準確性與基表所傳輸?shù)墓r流量有直接的關(guān)系,而渦輪流量計的工況流量是由葉片和軸承等轉(zhuǎn)動部件測量出來的,因此,一旦渦輪流量計的轉(zhuǎn)動部件出現(xiàn)故障,那么就會直接影響渦輪流量計的計量和后續(xù)的貿(mào)易結(jié)算。 

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