孔板流量计入口直角边缘尖锐度及其修正系数的模拟研究
发布时间：2023-07-11 09:49:51
一般而言,孔板流量计入口边缘应该是尖锐的,其与超临界二氧化碳工质首先直接接触,如果其尖锐度不够的话则无法保证对于工质的节流作用达到预期,因而会对测量精度产生影响。在孔板实际工作过程:中,可能存在加工精度不足、工质磨损、腐蚀等问题的存在,造成直角边缘变钝,故标准文件[10]规定,孔板人口边缘的圆弧半径应小于等于0.0004D,在此限值之内的误差是可以接受的,若超过这一-限值,则无法保证测量精度,应进行相应的维修、更换或修正等。本文模拟了孔板人口边缘圆弧半径为0~0.015D时孔板的流量系数变化趋势,结果如图8所示。
分析结果可以得出:
(1)孔板人口边缘尖锐度对于孔板流量计系数的影响趋势与管径无关。随着孔板人口边缘逐渐变钝,DN25和DN200两种管道的孔板流量系数呈现近似相同的变化趋势，均随着人口圆弧半径的增大而先增大后减小,分别在r达到0.01D和0.008D时流量系数达到最大;
(2)孔板人口边缘开始钝化时,流量系数显著增加,远大于经验计算公式结果,因此造成使用经验计算公式时得到的工质质量流量相对真实值很小，其中DN25管道内相对误差为5.16%~12.61%,DN200管道的相对误差为5.13%~11.96%;
(3)对于超临界二氧化碳工质而言,当孔板人口直角边缘变钝后,应立即进行相应的处理或流量系数的修正,否则误差将会变得很大。
当使用标准文件给出的不同边缘尖锐度对应的修正系数b进行孔板流量系数的修正时,可以--定程度上减少流量系数的相对误差。本文使用表5中的修正系数b对经验公式计算结果进行修正,结果如图9所示。
结果显示，对于超临界二氧化碳工质而言,当使用修正系数b进行孔板流量系数的修正后,仅可使部分边缘圆弧半径对应的孔板流量系数相对误差降低到可以接受的程度,而大部分情况下相对误差仍比较大,如DN25管道多数情况下的流量系数相对误差在4.41%~6.94%之间,DN200管道的相对误差多数在3.74%~7.11%,因此该修正系数b对于超临界二氧化碳工质并不适用。
对DN25和DN200管道的模拟流量系数及经验公式计算结果求平均,得到针对超临界二氧化碳工质的不同孔板边缘尖锐度对应的修正系数b,如表6所示。将更正的修正系数应用于模拟数据，结果如图10所示。
可以看出,当使用更正后的修正系数b进行孔板流量计的流量系数经验公式计算结果的修正后,得到的流量系数与模拟结果拟合较好,其中DN25管道相对误差为0.11%~1.21%,DN200管道相对误差为0.11%~1.85%。
