标准孔板测量范围扩展后误差分析

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1、标准孔板测量范围扩展后误差分析　　[]针对宣化钢铁公司东区炼钢技改工程1#、2#矩形坯连铸机结晶其冷却水流量标准孔板在量程扩展后造成的误差进行定性及定量分析，目的在于为实际工作中遇到此类问题提供一种思路，以供操作人员参考。[关键词]量程扩展流量系数常用流量误差分析[Abstract]fortechnicalrenovationprojectofXuanhuaIronandSteelpanyEasternsteelmaking#1,#2rectangularbilletcastercrystallinestandardorificeplateinthecoolingsforpr

2、acticalstoprovideanideaforoperator.[KeyonlyusedcurrentcapacityErroranalysis：TF512文献表示吗：A问题的提出河北宣化钢铁公司炼钢厂1#、2#矩形坯连铸机结晶器冷却水流量是一项非常重要的参数，测量精度要求较高，检测元件采用标准孔板。标准孔板是厂家根据用户提供的被测介质、最大流量、管径、材质、工作压力、工作温度等参数经严格计算后精工而成。孔板加工完毕后，测量范围、测量精度随之确定，不能更改。1#、2#连铸机结晶器冷却水设计参数如下：最大流量：Mmax=120t/h;常用流量：Mch=100t/h;最小流

3、量：Mmin=60t/h;工作压力：P=686.5kPa;工作温度：t=20°C;管道内径：D=207mm;孔板随机资料数据：差压上限：h20=25kPa;流量系数：ɑ0=0.6224;孔板开孔直径：d20=(100.25±0.052)mm;后来因工艺需要,把最大流量增加到160t/h,常用流量120t/h,最小流量60t/h。按孔板设计要求应根据改后参数重新定制孔板，但由于时间上不允许，经设计院设计人员决定：在孔板各参数不变的前提下把与孔板配套的差压流量变送器量程由0~25kPa调整到0~40kPa，记录仪由0~120t/h调整为0~160t/h。问题

4、：孔板设计参数不变，把测量范围增大，是否会造成误差？误差有多大？下面从原理到定量进行分析。标准孔板测量流量的基本原理2.1标准孔板测量流量的理论基础标准孔板测量流量的理论基础是经典的伯努利方程：P：静压；V：流速；ρ：密度标准孔板就是在管道中安放的节流件，它的开孔小于管径，当流体通过时，在节流件上、下游之间产生静压力差，通过测量差压求出流量值。2.2静压力差与流量的关系假设节流件上游入口前流速为V1,密度为ρ1，静压力为P1，流经节流件时的流速为V2,密度为ρ2，静压力为P2，根据伯努利方程，则有：又，流体连续方程，AV1ρ1=aV2ρ

5、2公式③,A：管道内截面面积；a：为孔板开孔面积，对于水ρ1=ρ2，设管道内直径为D，孔板开孔直径为d，则有：A=πD2，a=πd2公式④，联立公式②，③，④得：V2=公式⑤，根据质量流量定义：M=aV2ρ得M=公式⑥,式中ΔP=P1-P2。因为d、D都是常数，令E=则：M=公式⑦,公式⑦是以理想流体为前提的出的，实际流体由于具有粘性，流经节流件时必然要产生压力损失，因此引入流量系数α进行修正，α=，C为流出系数。M=公式⑧，由公式⑧可以看出，当a、α、ρ为常数时，流量与差压呈平方根函

6、数关系。在实际设计、应用中给出常用流量计算公式：M=公式⑨，式中：M：质量流量，kg/h；α0：流量系数；ε：流束膨胀系数，对于水ε=1；d：工作状态下孔板开孔直径，单位mm；ΔP：差压力，mmH2O；ρ：工作状态下被测流体密度，kg/m3；：管道粗糙度修正系数。当工作状态确定后，影响M和ΔP对应关系的因素只有流量系数α0。流量系数α0是一个影响因素复杂，变化范围较大的重要参数，它直接关系到测量精度，有式⑨可以看出只有当α0保持为常数时，M和ΔP才呈标准

7、的平方根关系。影响α0的主要因素有流体的雷诺数ReD和直径比β（β=d/D）。α=f(ReD,β)即流量系数α是ReD和β的函数，当直径比β确定后，α和ReD呈单值函数关系。2.3孔板设计过程中两个问题α0确定流量系数α是一个动态参数，所以在测量范围内很难保证M和ΔP全程呈标准的平方根关系，因此在设计和制造上提出了常用流量参数，常用流量就是被测对象最常使用的流量值，并把常