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1 引言
氣體轉(zhuǎn)子流量計是以某種氣體為介質(zhì)按一定狀態(tài)下的標(biāo)況體積流量來刻度的(對于玻璃轉(zhuǎn)子流量計刻度的是表示刻度條件下標(biāo)況流量的刻度標(biāo)尺
在國際上
,氣體轉(zhuǎn)子流量計通常是以空氣為介質(zhì)按標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的標(biāo)況體積流量來進行刻度的。但是國際上對標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的定義有兩種:國內(nèi)通常采用101.325kPa、20℃(293.15K);國外通常采用101.325kPa、0℃(273.15K)。在這種標(biāo)準(zhǔn)刻度情況下的流量換算在JJG25721994《轉(zhuǎn)子流量計檢定規(guī)程》[1]以及大多參考書上都有詳細介紹。但是,在某些情況下,氣體轉(zhuǎn)子流量計并不是按以上標(biāo)準(zhǔn)來刻度的,比如:①刻度介質(zhì)不是空氣
;②刻度狀態(tài)不是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)
;③以用戶實際測量的氣體按實際工況下的標(biāo)況體積流量來進行刻度(國外進口的轉(zhuǎn)子流量計居多);
④有時采用一種氣體介質(zhì)(比如空氣)進行刻度
,而實際使用的介質(zhì)是另一種氣體(如氮氣、氧氣、二氧化氮等)。下面主要介紹在這些非標(biāo)刻度情況下標(biāo)況流量的換算。
2 氣體轉(zhuǎn)子流量計的工作原理
轉(zhuǎn)子流量計是以轉(zhuǎn)子在垂直錐形管中隨著流量變化而升降
,改變它們之間的流通面積來進行測量的體積流量儀表,又稱浮子流量計。氣體轉(zhuǎn)子流量計的基本流量方程式為[2,3]:式中:Q———氣體體積流量
對于同一個氣體轉(zhuǎn)子流量計
,在同一刻度下,由式(1)可得兩種氣體的流量關(guān)系為:式中:Q1———第一種氣體的體積流量
,m3/h;Q2———第二種氣體的體積流量,m3/h;ρ1———第一種氣體的密度,kg/m3;ρ2———第二種氣體的密度,kg/m3。由于ρf>>ρ1
,ρf>>ρ2,式(2)可簡化為:3 非標(biāo)刻度氣體轉(zhuǎn)子流量計的流量換算
考慮到普遍適應(yīng)性
式中:QCN———刻度氣體在刻度狀態(tài)下的標(biāo)況流量
由式(4)轉(zhuǎn)換為刻度狀態(tài)下的工況流量為:
由式(3)和式(5)得被測氣體在工作狀態(tài)下的工況流量為:
式中:Q———被測氣體在工作狀態(tài)下的工況流量,m3/h
由式(6)可得被測氣體在工作狀態(tài)下的標(biāo)況流量為:
式中:QN———被測氣體在工作狀態(tài)下的標(biāo)況流量
,Nm3/h;P———被測氣體在工作狀態(tài)下的絕對壓力,kPa;T———被測氣體在工作狀態(tài)下的絕對溫度,K。由氣體狀態(tài)方程(被測氣體不一定與刻度氣體是同種氣體),可得:
式中:ρN———被測氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度
由式(7)和式(8)得被測氣體在工作狀態(tài)下的標(biāo)況流量為:
如果被測氣體與刻度氣體為同一氣體
4 兩種標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的流量換算
對于國產(chǎn)儀表
式中:QN20——被測氣體在工作狀態(tài)下的標(biāo)況流量(101.325kPa
如果被測氣體與刻度氣體為同一氣體
對于進口儀表
式中:QN0———被測氣體在工作狀態(tài)下的標(biāo)況流量(101.325kPa
對于進口儀表,在國內(nèi)使用時
如果被測氣體與刻度氣體為同一氣體
5 應(yīng)用舉例
某進口氣體轉(zhuǎn)子流量計是以二氧化氮為介質(zhì)按800kPa(表壓)、50℃的刻度狀態(tài)下的標(biāo)況(101.325kPa
這里刻度狀態(tài)為:PC=800+101.325kPa
查表可得:
二氧化氮在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(101.325kPa、0℃)下的密度ρCN0=1.997kg/m3
氮氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(101.325kPa
由式(15)可得氮氣在工作狀態(tài)下(P
6 結(jié)束語
熟練掌握氣體轉(zhuǎn)子流量計的流量換算對正確選表和用表至關(guān)重要
參考文獻:
[1] JJG25721994