蒸汽流量计量温度、压力补偿的数学模型研究

　　随着成本意识的不断增强,对能源计量的准确性提出了更高的要求,流量测量的温度、压力补偿逐渐被提到了重要位置。由于流量测量装置的设计过程中,提供的设计温度、压力与实际运行的工作温度、压力有一定的差异或者由于工艺造成流体温度、压力波动较大,致使测出的流量不能真实反映其工作状态下的实际流量。绝大多数流量计,只有在流体工况与设计条件一致的情况下才能保证较高的测量精度,有些流体如气体、蒸汽,流体工况变化对测量精度的影响特别大,必须进行补偿。因此,补偿所用的数学模型是决定仪表准确度的决定因素。当今流量仪表新产品层出不穷,各种新型智能流量演算器不断涌现仪表市场,这些仪表各自有其技术经济特点,所采用的补偿数学模型也不尽相同。

　　1　过热蒸汽计量的补偿

　　在蒸汽的计量上,密度虽然也是温度、压力的函数,但不再遵循理想气体状态方程,且在不同压力、温度区间,函数关系不同,很难用一个简单的函数关系式表示,因此着重论述一下常用水蒸气密度的确定方法。

　　1·1　密度的确定

　　工程上应用的水蒸气大多处于刚刚脱离液态或离液态较近,它的性质与理想气体大不相同,应视为实际气体。水蒸气的物理性质较理想气体要复杂的多,故不能用简单的数学式加以描述,所以,在以往的工程计算中,凡涉及水蒸气的状态参数数值,大都从水蒸气表中查出。把水蒸汽状态参数表装入仪表内存中,数据量很大。

　　随着电子技术的发展,计算机(或单片机)已广泛应用于流量测量仪表中,其存储能力、快速计算能力为准确、快速地确定水蒸气的密度提供了有力的手段。

　　现在介绍在二次仪表中常用的水蒸气密度的确定方法[1]。

　　(1)查表法

　　把水蒸气密度表装入计算机中,根据工况的温度、压力,从表中查出相应的密度值。

　　(2)计算法

　　①通过实验得到的拟合公式(或者出版物给出的公式);②乌卡诺维奇公式;③IFC1967公式。

　　目前,我们在用的拟合公式为:

　　蒸汽实际工况条件为:

　　工作压力变化范围　0·1~1·1MPa

　　工作温度变化范围　160℃~410℃

　　取特殊点对公式(1)验证:

　　例1:p=0·2MPa　t=160℃拟合法求得

　　例2:p=0·5MPa、t=200℃,用拟合法求得ρ=2·54945kg/m3

　　查表法得ρ=2·35294kg/m3

　　例3:p=0·8MPa、t=250℃,用拟合法求得ρ=3·60039kg/m3

　　查表法得ρ′=3·41064kg/m3