测管式流量计的研究

　　大口径管道中的气体(煤气、空气、烟道气以及蒸汽)流量测量一直是能源计量的一个难点。目前实际应用多以孔板作为检测元件，但是主要存在以下问题:①阻力损失大;②侧量范围小;③测量脏污介质(如煤气)时孔板取压孔经常堵塞，且孔板上游易造成粉尘堆积并在孔板上结垢;④孔板必须在断流的情况下安装拆卸，对于长年运行的工艺管线，维护或更换节流件困难，致使这类孔板数年甚至数十年装在管线上而不能正常运行;⑤管径大于1.om孔板不在国家标准(GB/T2624一93)支持范围内、，孔板的设计缺乏严格的科学依据;⑥对于高流速介质(如蒸汽)孔板易变形且人口边缘处磨损严重等等。

　　基于皮托管测量原理的测管式流量计，依据1503966《封闭管道流体流量的测量—采用皮托静压管的速度面积法》国际标准进行系统安装和运算，针对被测介质脏污、含水等因素，在测头和结构上采用独特的设计(已申报专利，专利号:

　　200420000638.7)，以避免堵塞与结垢，可自行排水并可在工艺管线不断流的’晴况下，在线进行户安装、拆卸和吹扫。若干支测管与FCZ000流量计算机配套构成了完整的大口径流量测量系统。经数十套测管式流量计的现场运行情况表明，这套系统有效地解决了目前大口径气体(特别是煤气)计量存在的上述问题，即成功地采用皮托管对脏污介质进行多点连续测量，与其它大口径煤气测量方法相比，此系统设计有标准可依，测头可在标准装置上进行标定，换句话说可以量值溯源。

　　1原理及引用标准

　　1503966《封闭管道流体流量的测量—采用皮托静压管的速度面积法》国际标准，规定了在充满流体的封密管道内，处于稳定流动状态的体积流量的测量方法。可测量流速范围:下限流速(空气)为测头在风洞中标定的最低流速(约3‘om/s)，上限流速小于0.25倍的马赫数。测头所在位置的局部流速为：

　　其中，(1一动是可压缩性修正系数;在液体中已=0，所以不需要可压缩性的修正，但在低马赫数的可压缩流体中，系数(1一。)可按下述关系确定:

　　以上二式中:了为质量热容比(比热比);尸为流体的局部密度，k酬扩;尹为局部静压，Pa;△p为由皮托管所指示的差压，Pa;a为测头校准系数。(测管式流量计的每一支侧头，须经在国家技术监督机构授权的风洞上进行标定以获得测头校准系数。)

　　可压缩流体的密度由下述方程确定

　　式中:R=8.3143士00007叮·m。犷’，K一l;M为摩尔质量(k岁mol);z=0.02895，是气体压缩因子;T是由下述公式所得的局部静温度，瓦T0是采用一个理想的全温探头在管道轴线上测得的总的温度。