孔板流量計不確定度分析
發(fā)布時間：2021-11-19 09:52:12
由于存在取壓方式(角接取壓、法蘭取壓)的影響;流量計算假設(shè)條件等因素的影響;孔板加工、安裝等技術(shù)要求。孔板流量計的使用和流量計算必須嚴格遵守規(guī)范規(guī)定，否則，其流量測量的不確定度無法計算或誤差較大。
根據(jù)天然氣孔板流量計的流量方程(公式1)可知，影響流量測量的精度主要由流出系數(shù)C、可膨脹系數(shù)、差壓和天然氣的物性。
1.流出系數(shù)不確定度變化
流出系數(shù)C是為了補償任意兩點的摩擦影響所列人的一一個經(jīng)驗系數(shù)，它與節(jié)流件的幾何形狀、取壓位置及雷諾數(shù)等有關(guān)，通常由試驗確定。當直管段長度符合SY/T6143--2004的規(guī)定的節(jié)流前10D和節(jié)流后4D長的測量管，圓度滿足不大于士0.3%的標準規(guī)定，則流出系數(shù)不確定度8clc只隨β值的不同而不同。此時，當β≤0.6時，則δc/c=±0.6%;當β>0.60時,則δc/c=±β%。
2.天然氣可膨脹系數(shù)不確定度變化
當所測天然氣流經(jīng)孔板時，由于流速和壓力的改變而伴隨著密度的改變(氣體壓力從p1降為p2,因膨脹而使密度減小)，為適應(yīng)此種變化以修正因假設(shè)密度等于常量而對流量引起的偏差，因此必須加入一個系數(shù),這個系數(shù)被稱為可膨脹系數(shù)e。
對于天然氣而言，可膨脹性系數(shù)的不確定度為:δc/c=±4(△p/p1)%
它與孔板流量計實測差壓△p成正比，與靜壓p1成反比。目前在天然氣計量中差壓值-般在5000Pa之內(nèi)，靜壓在1-10MPa范圍內(nèi)，因此δc/c最小為±0.0002%，最大為±0.2%或更大。
3.天然氣密度測量不確定度δρ/ρ
密度取值按測量方法的不同而異，其一為直接密度測量，由密度計直接決定其值;天然氣密度測量的不確定度δρ/ρ最小為±1.013%，最大為±1.571%或更大。
4.差壓P的不確定度
標準SY/T6143--2004中的流量實用公式在應(yīng)用能量方程導出過程中，規(guī)定測量管道水平(包括上、下游側(cè)的測量管)。因此，其上、下游取壓口的位置差為零，差壓Ap則是在孔板上、下游側(cè)所規(guī)定的取壓口位置上量得的靜壓之差。
式中:ξ△p為差壓計的精度等級;△pk,為差壓計的量程;△pf為預定差壓測量值。
由此可見，當所用差壓計的精度為0.5級，量程為0~ 600kpa,預設(shè)差壓測量值為300kpa時，對于天然氣孔板流量計，置信概率為95%的測量總不確定度為: 天然氣流量測量的總不確定度，據(jù)SY/T6143-2004規(guī)定，實際上就是測量系統(tǒng)的測量值與真值比較，置信概率為95%的準確度，其測量的總不確定度8Qn/Qn最小為±0.82%,最大為±4.52%或更大。
