音速文丘利喷嘴在天然气输气工程中的应用

一、概述音速文丘利喷嘴作为在线气体计量传递的标准,近年来,在国际上是一种较为重视和应用的新技术,虽然历史不算太长,但已被广泛应用于各工业部门,而且获得较高的经济效益。笔者单位对临界流技术研究已有一段时间,但对音速文丘利喷嘴研究始于1983年,1984年通过鉴定,并于1985年被华北油田用作供应北京市天然气的输气工程中,作为计量标准。同年11月,由中国计量科学研究院等单位参加下对该输气工程的两套孔板流量     

一种新型宽量程气体流量标准装置的研制

针对目前气体流量标准装置测量范围度较小和喷嘴组无密封性检漏措施等问题,研制了一套基于音速喷嘴的宽量程度负压法高准确度气体流量标准装置。该装置通过选取高准确度小流量临界流文丘里喷嘴,提高影响参量(如温度、压力)的测量准确度。采用独特的气环泵及多级离心风机真空发生设备,同时借助检漏技术及Profibus现场总线技术等措施,实现了装置的高性能。验证结果表明,该标准装置测量范围度大、扩展不确定度低、被检仪表口径范围广,具有广阔的应用前景。     

多用途pVTt气体流量装置控制系统的设计实现

针对p VTt法气体流量标准装置检定工作存在的效率问题,目前尚无能够满足不同流量范围音速喷嘴的检定装置。为此,设计了一套p VTt气体流量装置,并将正压法和负压法运用在这套装置中。采用西门子的PLC300作为系统的下位机,负责控制阀门与泵,并读取压力温度变送器的信号;采用Lab VIEW作为上位机监测系统,并生成数据报告。该套p VTt气体流量装置大大提高了原级气体仪表标定工作的效率,满足了不同流量范围音速喷嘴的检定工作要求,为气体流量装置研究提供了新的方向。     

低压气体流量标定技术研究

热式质量流量传感器用于测量35～41 kPa(绝压)的气体流量,需在该工况下对其进行标定.采用文丘里喷嘴作为标准器,在被测流量传感器处构建调压系统,调节压力可至40±0.1 kPa(绝压),建立低压气体流量标准装置,通过比较流量传感器输出值与文丘里喷嘴标准流量,标定流量传感器.对常压下校准的喷嘴在35～41kPa(绝压)条件下是可以作为标准器进行了分析,试验证明:装置的稳定性为0.6%,重复性为0.13%,临界背压比为0.5,低压气体流量标定方法科学可行.     

音速喷嘴法气体流量计自动检定系统的设计与实现

为提高气体流量计的检定精度和效率,设计了一种基于文丘里音速喷嘴的负压法气体流量计自动检定系统.阐述了音速喷嘴及其装置的工作原理,提出了自动检定系统的设计方案.在VC++的环境下编写上位机软件控制硬件设备操作,实现了自动数据采集与检定过程的自动控制,检定完成后由系统自动判定流量计是否合格并把检定结果存入SQL Server数据库.实际应用表明,该自动检定系统性能稳定可靠,且有利于提高气体流量计检定的效率和准确度.     

临界流文丘里喷嘴测量不确定度分析

介绍了临界流文丘里喷嘴的工作原理,以及用pVTt法气体流量标准装置检定临界流文丘里喷嘴流出系数时的不确定度分析。对于检定过程的不确定度问题,列出了理想条件下的临界流量、实际条件下的临界流量以及喷嘴流出系数不确定度等的数学模型。并对检定过程中喷嘴流出系数的相对拓展不确定度进行了详细的评定,分析了各个因素的来源,便于我们在实际工作中分析影响测量不确定度的主要因素,从而提高我们校准工作的准确度和可靠性。     

音速喷嘴流量传统测量法的优化及湿空气流量测量的解决方法

音速喷嘴是行业内公认的测量气体流量的标准器具,保证其高测量精度是一项基础性工作,对研发类似产品具有借鉴意义.在论述音速喷嘴流量测量原理的基础上,指出了传统测量法存在的缺点,提出了回归函数的概念,对传统法取得的结果进行优化,使其更接近真实值.还将湿度参数引入管道内气体流量测量中,主要目的也在于提高音速喷嘴的测量精度.     

差压式流量计干气体流量检测示值修正关系图

节流装置前后产生的差压决定于流过节流装置的气体工作状态参数。在推导示值修正公式时应注意三种工作状态流量：设计状态流量，即人为设定的工作状态流量；流过节流装置的工作状态流量，即管道中的实物流量；检测出的工作状态流量，即检测出未修正的差压代表流量，该流量是三者中最为关键的。应用图解法分析了差压式流量计干气体流量检测与示值修正公式。该公式也可用于喷嘴、文丘利管、阿牛巴、威力巴、弯头等差压式流量计示值的修正。     

瞬时流量法检测电子式燃气表计量性能

电子式燃气表通过传感器在采样周期测得瞬时流量,与采样周期相乘积得到累积流量。将各个采样周期内的数值累计,得到测试时间内的累积流量。按目前累积流量法测试误差,需要通过固定的脉冲当量计量累积流量,存在所采集累积值与实际值不一致、测试时间较长、标准装置累积值计算不够准确等问题。基于音速喷嘴气体流量标准装置和电子式燃气表输出瞬时流量的特点,标准装置通过光电头按照近红外通信协议与燃气表实现信息交互,实现瞬时流量法测试误差,有效解决了上述问题。描述瞬时流量法测试的方法原理,通过用0.5级音速喷嘴标准装置按两种方法测试G1.6规格超声波燃气表qmax、0.2qmax、qmin三个流量点误差各6次,两种方法测试误差的差异小于0.2MPE,瞬时流量法测试6次的标准偏差在0.12%以内,验证该测试方法的准确性;检测时间由30 min缩短为5 min,提升效率80%左右。该瞬时流量法值得推广使用,满足快速、准确、高效测试要求。     

烟气CEMS稀释法取样中音速喷嘴研究

稀释抽取式连续排放监测系统(CEMS)中,核心部件之一的音速喷嘴主要依赖进口。为提高国产音速喷嘴水平,对音速喷嘴的运行原理进行研究。采用基于准一维等熵定常流动的计算模型进行了模拟计算,并设计相应的试验,同时验证了该计算模型的准确性。根据该计算模型,计算、分析了喷嘴内(温度、压力、马赫数等)参数的变化规律、出口管径对流量的影响规律、出口压力对流量稳定性的影响规律。最后,给出喷嘴内部管径的形式、出口管径和出口压力设计范围的建议。该计算模型能够有效模拟音速喷嘴在气体动力学方面的运行效果,对音速喷嘴的设计或性能优化设计具有一定价值,也有助于提高国产稀释抽取式CEMS的准确性。