一種新型的車(chē)載音速?lài)娮鞖怏w流量檢定系統

　　
式中: M-工況狀態(tài)下的質(zhì)量流量，lb；
P-殼體內壓力，1b/in2(絕)；
A-噴嘴喉部的截面積，in2；Arkla噴嘴直徑的范圍為0.0620-0.9941in，因此，其面積范圍約為0.003-0.776in2；
C-臨界流量系數，它是比熱值的函數(等炳流量常數)。它是一個(gè)與氣體流動(dòng)狀態(tài)下的氣體聲速有關(guān)的參數。在A(yíng)rkla的系統中，有代表性的天然氣估算的臨界流量系數值是0.7(無(wú)量綱)。該值　　　　與壓力和溫度有關(guān)。C是用色譜儀分析計算出的分子百分量計算而來(lái)的；
Cd-流出系數，或實(shí)際質(zhì)量流量除以理論質(zhì)量流量得的數。簡(jiǎn)言之,它是噴嘴設計的效率,對不同的噴嘴它是不同的，并且是通過(guò)標定確定的。Arkla的噴嘴流出系數范圍為0.96-1.0(無(wú)量綱)；
R-氣體常數，其值是48.03除以氣體分子量;由氣相色譜儀分析計算的被測氣體的分子量也用于此;
T-殼體內的溫度，R(H 460)。
容積流量是質(zhì)量流量除以密度，密度等于P/ZRT，容積流量用下式計算：　　

　　
式中: V-容積流量；
Z-殼體內的壓縮系數(R.C.Johnson，不是AGA)，是一個(gè)接近1的數值。氣相色譜儀分析計算的分子量和氣體組分可以用于此；
Rv-氣體常數，等于2.398除以氣體分子量。氣相色譜儀計算的分子量也用于此。R和Rv已被調整為工程單位。

五、檢定工藝流程

氣體流經(jīng)渦輪流量計，然后經(jīng)過(guò)數控閥并送出4個(gè)信號，如圖2所示。測量氣體壓力和溫度的兩個(gè)信號，另外2個(gè)脈沖信號來(lái)自渦輪流量計的脈沖發(fā)訊器和來(lái)自數控閥的質(zhì)量流量信號。需注意的是渦輪流量計的脈沖信號取自轉換齒輪下部。



圖2 檢定系統流程圖

當流量計旋轉一圈時(shí)，計算機測得裝在渦輪流量計上發(fā)訊盤(pán)發(fā)出的數據。第一級齒輪是中間變速輪，對于Rockwell渦輪流量計和American流量計，它們的輸入輸出比為122.0555-l。第二級齒輪是變速齒輪，其輸入輸出比在1和2比1之間。
流量計記數器固定在變速齒輪頂部，根據儀表口徑不同，輸出軸每轉一圈記數器讀數是100或1000 Acf。對3-6in的流量計，記數器與輸出軸的比是100:1；因此，變速齒輪上面的輸出軸每轉一圈代表1ft3，對于8in或更大的流量計，記數器與輸出軸間的比是1000:1。流量計信號、中間齒輪、變速齒輪和記數器給出的結果是實(shí)際工況下的立方英尺流量(Acf)。
壓力、容積、溫度(PVT)圖表安裝在記數器的上部并用來(lái)校驗記數器。
計算機輸入儀表溫度和壓力，并應用儀表測量的Acfh計算出Scfh(標準A3/h)；以lb為單位的質(zhì)量流量是計算機從數控閥中獲取數據除以標準狀態(tài)下的密度值。在系統中流經(jīng)渦輪流量計而后又通過(guò)數控閥的氣體，其質(zhì)量流量在各處都是一個(gè)常量。
然而，以實(shí)際立方英尺的容積流量隨著(zhù)氣體的組分、溫度、壓力而改變。因此，在閥體的容積流量與渦輪流量計處的容積流量不同。對于一定的質(zhì)量流量，當氣體密度增加時(shí)，實(shí)際容積流量(Acfh)減小。閥體中的容積流量高于其在渦輪流量計處的流量--這是因為閥進(jìn)口的壓力低于渦輪流量計處的壓力，使流體流速略有升高。這就是為什么閥門(mén)和流量計處的壓力和溫度都需要測量的原因。
渦輪流量計指示的Scfh和數控閥給出的Scfh之間的差即是渦輪流量計在該流量點(diǎn)的誤差。該誤差是相對于百分流量繪制的百分誤差。這個(gè)百分儀表誤差曲線(xiàn)是以實(shí)際流量對一個(gè)專(zhuān)門(mén)的儀表尺常數繪制的。通過(guò)輸入計算機一個(gè)不同的變速比可以很容易改變K常數(脈沖數/ft3)。
為了得到最小的誤差，可以通過(guò)軟件程序應用不同尺寸的噴嘴，并可以通過(guò)改變齒輪傳動(dòng)比對渦輪流量計實(shí)現檢定。使用軟件程序可以節約時(shí)間并省力，而實(shí)際上代替了改變齒輪傳動(dòng)比并且可反復對流量計檢定，直到取得一個(gè)理想的結果。用10個(gè)不同流量點(diǎn)的檢定結果可以繪制出詳細的圖表。

六、結束語(yǔ)

Arkla公司的車(chē)載