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浅析整流板对自然气流量计量的影响

来厉: 中国国石化机械大自然气分品牌记量研究之间,湖南 杭州 编辑:陆玉城 回应准确时间:2019-05-28 10:25:57

         择要:跟着国度节能环保计谋的实行,自然气成长敏捷,计量胶葛及输差题目也日趋凸起,若何精确计量确保生意两边的正当好处成为存眷的重点,自然气为多组分气体,影响计量成果的身分较多,文章首要阐发整流板对超声流量计计量成果的影响,为流量计的装配、选型、检定供给手艺支持。

 
        按照GB/T18604《用气体超声流量计丈量自然气流量》请求[1],进入超声流量计的自然气应是对称的充实成长的紊流速率散布,但因为下贱管路的管道配件、调压阀及直管段长度等会影响进入流量计的气体速率剖面,从而影响丈量精确度。为了减小流速剖面临计量的影响,各流量计厂家均装备了整流板装配至流量计前10D地位,用于削减漩涡和改良自然气速率散布。
 
        差别厂家流量计的声道安排及流量计较数学模子差别,对进入流量计的流态请求差别,配套的整流板也差别,图1是三个厂家配套的整流板,由图能够看出,每款整流板的开孔规划、散布体例均不不异。因为大师对流量计整流板存眷的少,毛病的以为只需有整流板就可以保障流量计的精确度,在流量计配整流板时未严酷按照厂家请求停止设置装备摆设,同时送检流量计时也未将配套整流板同时送检[2],致使检定进程用整流板与现场操纵进程整流板不分歧。
整流板
        为了确认整流板对超声流量计计量的影响[4],本文起首接纳三维仿真摹拟,操纵摹拟数据停止计较,计较差别整流板对统一流量计的影响量,而后经由进程在检定站停止实流测试对摹拟计较成果停止考证。1三维仿真摹拟计较
 
1.1成立模子
        操纵计较流体力学软件FLUENT对三维流场停止仿真,对流场的求解成立在流体力学的根基节制方程之上,即持续性方程、动量方程和能量方程,这些方程遵照了品质守恒、牛顿第二定律和能量守恒三个物理学根基道理。同时因为管道内流体处于湍流状况,还需操纵湍流方程对流场节制求解[5]。FLUENT中有多种湍流模子,此中k-ε模子是今朝操纵很是为普遍的模子,该模子又分为规范k-ε模子,重组化的k-ε模子和可完成的k-ε模子。
 
        三种湍流模子在情势上近似,首要差别在于计较湍流粘性的体例、节制湍流分散的湍流普朗特数、体壁面地位上若何停止处置等存在差别。连系自然气流量计计量的工况前提和相干文献材料,接纳重组化的k-ε模子(RNG模子)。计较流体力学软件FLUENT计较管道内湍流流场时,恰是基于上述三个根基节制方程,同时连系适合的湍流模子并在给定边境前提下停止求解,获得了流场内部各变量,摹拟成果见图2。
1.2计较阐发以
Daniel流量计为例停止阐发,差别整流板对流量计量成果的影响。Daniel流量计为四声道流量计,四个声道散布如图3所示。
整流板下贱 10D 地位流速摹拟剖面Daniel 超声流量计声道安排图
        经由进程三维仿真摹拟获得四个声道的流速v1、v2、v3、v4,操纵式(1)计较均匀流速v。
公式1
        式中:wi为各声道的权重因子。计较三种整流板下贱量计的均匀流速,同时经由进程积分计较的实际均匀流速停止比拟,按照式
 
        (2)计较误差[7]。经由进程摹拟22m/s和3m/s两种流速下的流体流态,成果见表1、表2。
公式2
流速为 22 m/s 下摹拟成果流速为 3 m/s 下摹拟成果
 
        经由进程摹拟阐发可见,差别整流板在下贱10D地位的流体速率散布梯度有较大差别,经由进程统一流量计停止计量后有较大误差,Daniel与Elster整流板差别较大,计量误差也较大,可达0.59%,Daniel与Sick整流板较为类似,整流板对流量计的影响绝对偏小,约0.15%,但差别流速的影响量差别。
 
2尝试考证
2.1三维仿真成果考证
        为了考证三维仿真阐发的成果,选用了一台DN200Daniel超声流量计停止实流检定测试,丈量规模为:85.19~3124.64m3/h,测试流量点别离为4000、3000、2000、560m3/h,别离在流量计下贱10D处装配Daniel、Elster、Sick整流板,测试成果见表3和图4。
DN200 Daniel 超声流量计实流测试成果差别整流板下贱量计误差曲线
        经由进程尝试测试阐发,尝试成果与三维仿真摹拟成果根基分歧,三种范例整流板对流量计计量成果有一定的影响,Daniel与Elster影响的误差很是大,Sick处于中间地位,计量成果的很是大误差可达0.6%,同时在差别流速下,整流板对计量成果的影响差别,在40%Qmax流量点处影响绝对较小,在往大流量或小流量偏移时影响量逐步变大。
 
2.2流态剖面影响尝试考证
        为了考证流速剖面临计量的影响,选用一台DN150Daniel流量计停止尝试[8],流量规模为47~1846m3/h,别离对不装配整流板、整流板局部整流孔梗塞及整流板一般装配前提下停止测试,测试成果如表4所示。
整流板局部梗塞测试成果
        三种装配前提下测试成果误差较大,申明流速剖面临计量成果影响较大,在下贱10D处装配整流板可有效较小流态的畸变,测试成果绝对靠得住,其余装配前提与之对照可阐发出装配对计量的影响。在不装配整流板时计量成果绝对偏大0.3%摆布,整流板局部梗塞时,计量成果绝对偏大0.6%摆布。对差别范例的流量计装配前提对计量成果的影响不尽不异,该测试成果仅对被测流量计合用,测试成果标明装配前提的差别会致使颠末流量计的流体流态差别,对计量有较大影响,至于影响趋向及影响量需颠末大批实际及尝试数据停止阐发[9]。
 
3案例阐发
        在某长输管道计量站内计量用流量计为DN400Elster超声流量计,在操纵进程中与下贱计量监视站呈现较大的计量交代差,经由进程对计量体系的排查,发明检按时选用的是不异口径的Daniel整流板,未选用Elster配套整流板,为了确认是不是是整流板的影响,操纵挪动规范装配到现场停止了在线实流测试,测试成果与前检定成果有较大误差,很是大误差为0.7%,详细成果见表5。
差别整流板下测试成果误差
4 论断及倡议
        ( 1) 整流板对自然气流体具备整流成果,可有效进步流量计计量的精确度,差别型号整流板合用差别范例的流量计,不能混用,混用后会引入较大的误差,误差很是大可达 0. 7% 。 
        ( 2) 经由进程三维摹拟仿真及流量计计量的数学模子可阐发差别整流板对流量计的影响量,经由进程摹拟和大批的尝试数据可成立一套整流板对流量计计量的批改模子,在检定与操纵进程中选用整流板差别时可经由进程模子停止批改弥补,同时可在计量体系评按时经由进程该体例定量阐发计量成果的误差。
        ( 3) 倡议流量计操纵及检按时接纳不异的整流板,有前提的场站可将在用整流板与流量计全体送检,防止因整流板选型形成计量误差。
征求意见函电話 0517-86998326
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