加热法测量蒸汽湿度误差分析

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1、第55卷第5期汽轮机技术Vn1．55No．52013年10月TURBINETECHN0L0GY0ct．2013加热法测量蒸汽湿度的误差分析苏云龙，王新军，谢金伟，宋钊(西安交通大学能源与动力工程学院，西安710049)摘要：分析了加热法测量蒸汽湿度的原理与误差来源；推导出湿度的计算公式，编制程序对两个算例进行了计算，分析了加热管进出口速度、散热损失以及试样质量流量对湿度误差的影响。结果表明：不考虑加热管内试样的流动速度变化将带来1％的湿度误差；在本文的计算条件下，10％的散热量产生的误差为12．6％；理论分析了加热法湿度的测量误差，在取定的测量仪表精度下，测量误差为1．

2、76％。关键词：流动湿蒸汽；加热法；湿度测量；误差分析分类号：TK263文献标识码：A文章编号：1001-5884(2013)05-0339-04TheErrorAnalysisofHeatingMethodforMeasuringSteamWetnessSUYun—long，WANGXin-jun，XIEJin-wei，SONGZhao(SchoolofEnergyandPowerEngineering，Xi’anJiaotongUniversity，Xi’an710049，China)Abstract：Theprincipleanderrorsourcesofhea

3、tingmethodforsteamwetnessmeasurementareanalyzedinthispaper．Throughdeducingthecalculationformulaofwetnessandcalculatingtwoexamplesbyprogramming，theefectsofinletandoutletvelocitiesofheatingpipe，heatlossandsamplemassflowratetowetnesserorareanalyzed．Theresultsshowthatthewetnesserroris1％iftak

4、ingnoaccountofvelocitychangeintheheatpipe．Underthecalculationconditionofthispaper．theerroris12．6％whileheatlossis10％．Thewetnessme~urementerrorofheatingmethodistheoreticalanalyzed．andthemeasurementeroris1．76％underthegivenaccuracyofmeasuringinstrument．Keywords：flowingwetsteam；heatingmethod；

5、wetnessmeasure；erroranalysis环节：一是取样质量；二是参数测量精度；三是湿度计算。本0前言文主要分析相关参数对湿度计算精度的影响及参数测量引起的误差。过热蒸汽的热力状态可以根据压力和温度来确定，但湿蒸汽的压力和温度互为函数，不是相互独立的参数。因此，1加热法湿度测量原理湿度就是确定湿蒸汽热力状态的一个重要参数。准确测量汽轮机内的蒸汽湿度与分布，可以深入地了解湿蒸汽的膨胀水蒸汽是由液相水经汽化而来的汽体，图1是水的相变与流动特性，确定汽轮机的排汽状态与能量转换效率，为汽过程与相图。可以看出，存在未饱和液体、湿饱和蒸汽和过热蒸汽3个相区；相应有5种

6、状态：未饱和水状态、饱和水状轮机的优化设计及内部除湿结构设计等提供依据，也为电站态、湿饱和蒸汽状态、干饱和蒸汽状态和过热蒸汽状态。其提供准确的汽轮机运行指标。中湿饱和蒸汽状态是水的汽化与凝结达到动态平衡的状况。蒸汽湿度的测量方法虽然很多，但真正应用于汽轮机内湿蒸汽是干饱和蒸汽与饱和水的两相混合物。蒸汽质流动湿蒸汽的湿度测量主要有光学法和热力学法两类。光量湿度的定义是湿蒸汽中所含水的质量占湿蒸汽总质量的学法能够测量水滴的直径与分布以及直径平均值等，也有成百分比，用公式表示为：功的应用实例I3。而热力学法分为加热法、节流法、凝结法等，具有测量原理简单、对环境没有特殊要求等优

7、点。㈩加热法是一种间接的湿度测量方法，它需要从汽轮机主式中，Y是湿蒸汽的湿度；m是湿蒸汽中干饱和蒸汽的质量；汽流中抽取一定的试样，引入测量探针中进行相关参数的测m为湿蒸汽中水的质量。量"J。测量装置一般由探针本体和辅助系统组成。探针本图2是加热法测量流动湿蒸汽湿度的原理图。加热法体完成对湿蒸汽的取样、加热至过热状态、过热蒸汽的排汽是通过探针从被测流动湿蒸汽中连续抽取一定的试样，然后以及状态参数的测量；辅助系统使蒸汽试样凝结并完成对试将试样加热到过热状态，测量出蒸汽试样的流量、加入的热样流量的测定。可以看出，蒸汽湿度的测量精度取决于3个量以