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      1. 關于我國孔板流量計發展和展望 | 如何應對新標準的頒布?

        孔板流量計在中國都存哪里問題?為此又如何去解決,應對新標準的頒布?作者孫淮清為我們提供了詳細的說明。

        貫徹新標準, 提高測量準確度

        新標準與舊標準相比較最主要的是新標準各項規定的試驗數據支持的基礎不一樣,新標準是基于近 20余年來試驗的最新成果,它具有更高的可靠性和可信度。

        新標準的直管段長度規定引起國內業界的強烈關注,有人稱新標準提出全新及更長的要求, 并且僅列出β= 0. 6以上的數據說明, 而不是全面地介紹新標準的豐碩成果,對于現場安裝有更科學的指導意義等,這樣對于貫徹新標準是沒有什么幫助的。

        經過國際流量界 80余年的努力,現場安裝規定取得豐碩成果,并使國際上長期存在的直管段長度規定不統一的問題獲得解決,應該說這是新標準最重要的成果之一, 現列舉若干特點如下。

        1. 現場常見的典型阻流件結構類型增多與細化。新標準與舊標準比較, 新增結構類型 4種,同一平面上與在垂直平面上依據兩個彎頭之間間距的不同分為二種, 并且指定為 S形狀 (另一種為 U形狀 )。溫度計套管只允許使用 ? 0. 03D,取消 0. 03D /0. 13D 一檔。與舊標準比較在垂直平面上的規定更合理。
        2. 推薦使用流動調整器。
        3. 阻流件串聯使用應遵守的規則。在現場各類阻流件串聯使用是一個普遍的情況,如何界定影響節流裝置的阻流件是一個復雜的問題,例如在需要較長直管段長度的阻流件之間插入一種必要的管段長度較短的阻流件,如何估算需要的長度呢? 舊標準對此沒有明確規定,使得使用者無所適從,而新標準有比較明確的規定,并且舉實例說明。
        4. 在 β= 0. 5以下舊標準的一些規定甚至比新標準還長,而在≤= 0. 6以上則新標準比舊標準長得多,設計者了解這個特點可以根據現場的實際可能的管道安排進行 值的選擇。

        偏離工作條件利用已有資料進行修正

        應該指出,標準規定的工作條件一般只有實驗室才能滿足,在現場偏離規定的工作條件是難免的,這就提出一個普遍的問題; 要獲得可靠的準確測量怎么辦?節流裝置的幾十年研究試驗 (不是個別廠家或科研群體而是全世界! )已積聚深厚的現場偏離標準的修正或估算的資料,這些資料我們稱之為軟實力,一種通用型流量計具備雄厚的軟實力是現場應用的必備條件,在全部節流裝置中標準孔板的軟實力是無與倫比的,它是標準孔板獲得廣泛應用的重要條件。前面提到文獻 [ 1]的第七章就是這些資料的一部分,使用現場如何充分利用這些資料實際上應該舉辦專門的研討班,對現場儀表工作者進行培訓,把這些資料運用起來。

        標準節流裝置的設計與使用的方式應予以改進

        傳統的節流裝置的設計方式是用戶提供現場使用參數,由設計院或生產廠計算并設計節流裝置,提供給用戶的節流裝置為對號入座使用,這種量體裁衣小生產方式有諸多弊端,多年前國內已提出采用定值節流裝置的使用方式,所謂的定值節流裝置 (例如 β= 0. 3, 0. 5, 07等 )與標準機械零件一樣在市面銷售,用戶根據設計自行選購使用,這是成衣供貨方式。這種方式的優點是計量部門便于質量監督,市場競爭是產品質量升級的推動力,生產廠規模生產可實現優質、高效和低耗。目前標準節流裝置中的噴嘴和文丘利管的使用潛力遠未發揮,定值節流裝置的采用將使這些廓形節流裝置制造成本大幅下降,它為大量采用這些節流裝置創造經濟上的條件。

        新標準中意義深遠的二項內容

        流出系數 RG公式的應用

        孔板流量計流出系數 C 采用里德 ) ) ) 哈利斯 /加拉赫 ( R eaderH arris /G allagher)公式, 簡稱為 RG 公式。該公式是由流出系數數據庫的數據擬合而得,而數據庫的試驗數據是集中全世界最著名的 11個流量實驗室的試驗得到的。

        流量是自然界不存在實物標準的導出量,其實物標準就好像一個流量標準裝置,把基本量 (長度、質量、時間、溫度 )在裝置上合成為導出量 —- 流量,但是,流量標準裝置不僅應靜態溯源 (計量容器、秤及計時器等單獨向國家標準溯源 )還應輔以動態溯源 (用一種流量計為傳遞標準來檢驗流體的流動特性,目前常用的傳遞標準有渦輪流量計、音速噴嘴、孔板流量計等, 而孔板流量計由于對流場比較敏感,更有一些特點。 2003年 1月美國石油學會 (API)出版標準性文件石油測量標準手冊 !第 5章第 7節 &差壓式流量儀表測試協議 ?里規定,必須用孔板流量計對進行流量計測試的流量標準裝置進行流量值溯源準確性驗證。驗證的方法即為 RG公式, 由此可見, 具有 RG公式的孔板流量計是檢驗流量標準裝置的權威性傳遞標準。

        流動調整器的發展

        新標準中流動調整器有突出的內容:

        1. 舊標準只列舉若干流動調整器型式,如何使用基本未涉及。新標準不但包括舊標準中的全部型式還增加許多研發的新型式, 標準還詳細規定了流動調整器的使用方法(列表 );
        2. 新標準增加流動調整器合格性測試的內容,其意義甚為深遠,按照標準規定,只要通過合格性測試,任何類型流動調整器皆可使用,這給流動調整器的開發提供一把鑰匙,只有不斷研發新型式的流動調整器才能滿足現場的復雜需求。

        使用流動調整器的意義是使流量檢測件處于規范化的流場中,它可保證受阻流件達到類型規定必要的直管長度,但它仍具有不確定性之處,因為同樣名稱的阻流件由于其結構、制造質量及安裝情況的差別,必要的直管段長度亦可能是有差別的。當然流動調整器可以縮短必要的直管短長度這亦是其主要的一種功能。但是流動調整器是一把雙刃劍,,它可使現場阻流件干擾消除, 縮短必要的直管段長度,使流量計準確度的可信度提高,但是其負面影響亦很多,壓損增大, 易產生污物堵塞, 需要經常性的維護等,如何處理這對矛盾是發展流動調整器必須解決的課題。

        結束語

        以標準節流裝置為檢測件的差壓式流量計是一種從設計、制造到安裝使用要求都很嚴格的儀表,任何一個環節的失誤都會使測量失效,反過來說,如果能嚴格遵循標準的規定,則它的測量質量是有保證的,目前其它類型流量計還不敢下這個結論。

        本文摘自:《自動化儀表》第28卷增刊 2007年9月 作者:孫淮清 重慶工業自動化儀表研究所

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