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可在高温强腐蚀环境下工作的流量计:金属管浮子流量计原理

导读: 金属管浮子流量计以一种过程控制仪表,以独特的优势,可适应在高温高压、强腐蚀、易燃易爆的危险场所。在这些苛刻的环境下便于维护,也解决了在生产商的许多难题。金属管浮子流量计也被许多用户所青睐。那么要想正确选择流量计的规格,现场使用好仪表就必须要清楚它们之间的流量换算关系。

  金属管浮子流量计以一种过程控制仪表,以独特的优势,可适应在高温高压、强腐蚀、易燃易爆的危险场所。在这些苛刻的环境下便于维护,也解决了在生产商的许多难题。金属管浮子流量计也被许多用户所青睐。那么要想正确选择流量计的规格,现场使用好仪表就必须要清楚它们之间的流量换算关系。

  流量计由传感器和指示器组成,除就地指示瞬时流量外,还可远传输出4~20mADC电信号,整体采用模块式组合设计,可在现场快速增加上下限开关 、流量累积功能 ,各功能单元板为插装结构,具有更换部件简单、方便、定位准确的特点。

  1、为什么要进行流量换算:

  制造厂家是用水或空气来进行浮子流量计的标定的。由于实际应用时介质的状态和标定时不同,根据测量原理,浮子在测量管中的同一位置所代表的流量值和标定时是不同的,要想正确选择流量计的规格、现场使用好仪表,就要知道它们之间的流量换算关系。

  另外浮子流量计行业标准规定其精度是相对于满量程而言的,所以用户使用时,其常用流量应达到满量程的60%~80%以上较为合理,如果用在50%以下则相对误差会增大,精度受影响,如果流量超过满量程更是无法正常测量,因此只有正确进行流量换算才能选出适合的仪表。

  2、换算的依据:

  换算的依据主要有两个:浮子流量计的理论计算公式和理想气体的状态方程。

  浮子流量计的计算公式:

  (1)

  a——流量系数

  Fk——浮子最大直径与其同高度锥管横截面之间的环隙面积

  g——重力加速度

  Vf——浮子的体积

  ρf——浮子的密度

  ρ——被测流体的密度

  A——浮子的最大截面积(式中的单位为cm、g、s制)

  理想气体的状态方程:

  (2)

  T0,T1——两种状态下的绝对温度

  V0,V1——两种状态下的体积从理想气体的状态方程可以演绎出以下两种关系 :

  (3)

   (4)

  ρ——介质的密度

  Q——介质的流量

  3、流量换算公式

  流量计测量不同介质时流量之间的关系如下式:

  

  从式中可以看到浮子流量计流量换算的实质是密度换算。

  3.1 液体的测量和换算

  流量计用于液体流量测量时,制造厂是用常温下清洁的水作为校验液来标定的,若被测介质的密度与水的密度不同,应对被测介质的流量进行换算。公式如下:

  (6)

  Q0——换算成水的流量

  Kp——体积流量的密度修正系数

  ρf——浮子部件的密度:7900kg/m3

  ρ0—— 20℃时水的密度:998.2kg/m3

  ρ1——被测介质的密度:kg/m3

  3.2 气体的测量和换算

  流量计用于气体流量测量时,制造厂是用标准状况下(20℃、101.325kPa)的空气进行标定的,由于气体的密度远小于浮子密度,公式( 5 ) 简化为:

  (7)

  式中各项均为工作状态下的值,为方便起见应换算到标准状态下,将公式(3)和(4)代入并整理后便得到气体的换算公式:

  (8)

  Q0——换算成标准状态下空气的流量(Nm3/h)

  ρ1——标准状态下被测气体的密度(kg/m3)

  ρ0——标准状态下空气的密度:(1.205kg/m3)

  P1——被测气体工作状况下的绝对压力(表压+大气压)MPa

  P0——标准状态时的压力(0.101325MPa )

  T1——被测气体工作状况下的开尔文温度

  T0——标准状态时的开尔文温度(293.15K)

  Kρ——气体的密度修正系数

  Kp——气体的压力修正系数

  KT——气体的温度修正系数

  应用实例:

  仪表选型的实质就是求出换算流量Q0,再根据流量规格选出合适的仪表型号。

  用户的被测介质为二氯丙烷,密度1130kg/m3,流量上限为10001/h,如何选型?

  ×1000=1074.31/h

  因此用DN25口径的浮子流量计进行测量比较合适。

  用户的被测介质为乙炔(密度为1.091kg/Nm3),压力为3kgf/cm2,温度为25℃,流量上限为10m3/h时,如何选型?

  解:被测气体的绝对压力p1=3×98.1+101.325=395.625kPa

  ×10=38.39Nm3/h

  ×38.39=18.64Nm3/h  

  因此用DN15口径的浮子流量计进行测量比较合适。

  以上详细叙述了金属管浮子流量计的换算依据,相信您已经有所了解。只有熟练掌握浮子流量计的流量换算对正确选表和用表至关重要。因此了解浮子流量计的性能特点和仪表选型的方法,才能正确选择性能和价格比较高的类型。

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