管道測量介質(zhì)的流體特征對熱水流量計的影響

在選用熱水流量計進(jìn)行測量時(shí)，我們除了要了解測量管道的口徑、材質(zhì)，供電方式，輸出信號要求，安裝方式、精度要求等具體的參數外，更需要對于所測管道內的流體的類(lèi)別，溫度、壓力、密度、粘度和潤滑性、腐蝕性和磨蝕性等等都要有掌握，有些特殊的場(chǎng)合甚至需要考慮到介質(zhì)對于測量設備的衛生要求。某些測量方法還要考慮流體物性中特殊參量，例如采用熱水流量計要了解液體的電導率無(wú)紙記錄儀。因此，當要據流體類(lèi)型確定初步的適用方案后，就需要向工藝流程部門(mén)取得詳細的關(guān)于流體特性的相關(guān)的參量和屬性。
比較常見(jiàn)流體，譬如水，各類(lèi)油類(lèi)，各類(lèi)常見(jiàn)的化工原料，其介質(zhì)的密度、粘度、蒸汽壓力和其他參量可以從手冊中查到評估在使用條件下流體各參量和所選定儀表技術(shù)規范的適應性。不過(guò)我們經(jīng)常會(huì )遇到不十分清楚流體的確切成分、溫度和壓力變化、流動(dòng)特性等，要用戶(hù)確定流體各物性的值是有困難的，此時(shí)應向制造廠(chǎng)咨詢(xún)，估計擬選定的熱水流量計可否使用。
各類(lèi)流量?jì)x表總會(huì )受到流體物性中某一種或幾種參量的影響，所以流體的物性很大程度上支配著(zhù)待選儀表的型式。所選擇測量方法和儀表不僅要適應被測流體的性質(zhì)，還要考慮在測量過(guò)程中流體物性某一參量變化的影響量。要做到精確穩定的測量，就要對于測量工況的情況了解得越詳細越好，本文就是針對于測量過(guò)程中對于介質(zhì)的各類(lèi)所需掌握的參數予以說(shuō)明：
1、流體溫度和壓力
必須仔細地界定流體的工作壓力和溫度，特別在測量氣體時(shí)溫度壓力變化造成過(guò)大的密度變化可能耍改變所選擇的測量方法。如溫度或壓力變化造成較大流動(dòng)特性變化而影響測量準確度等性能時(shí)，必要作溫度和（或）壓力修正。此外，流量?jì)x表外殼的結構設計和選用材質(zhì)也決定于流體的溫度和壓力，因此必須確切知道壓力和溫度的最大和最小值。壓力和溫度變動(dòng)很大時(shí)，更應特別仔細選擇。
測量氣體流量時(shí)還要肯定某些儀表（如差壓式）流量上限位的溫度和壓力，是在工況狀態(tài)下還是在標準狀態(tài)下?
2、流體密度和比重
大部分液體應用場(chǎng)所，其密度和比重相對恒定，除非溫度變化很大而引起較大密度變化，有紙記錄儀一般不需作修正。
在氣體應用場(chǎng)所，有些儀表的范圍度和線(xiàn)性度，取決于氣體密度，通常要知道在標準狀態(tài)下和使用狀態(tài)下的值以便選擇。亦有將流動(dòng)狀態(tài)的值轉換到某些公認的參比值，這種方法在石油氣儲運方面應用普遍。低密度氣體對某些測量方法特別是利用氣體動(dòng)量推動(dòng)檢測元件工作的儀表（例如渦輪流量計），呈現困難。
3、粘度和潤滑性
熱水流量計性能往往隨雷諾數而變，雷諾數與流體粘度有關(guān)。氣體和液體不同，其粘度并不會(huì )因溫度和壓力變化而有顯著(zhù)的變化，其值一般較低，且各種氣體之間差別較小。因此確切的氣體粘度數據并不如液體那樣重要。
粘度對不同類(lèi)型流量?jì)x表范圍度的影響趨勢各異，對大部分容積式儀表粘度增加范圍度擴大，而渦輪式和渦街式儀表則相反，粘度增加范圍度縮小。
在評估儀表的適應性時(shí)，通常要掌握液體的溫度-粘度特性。
某些非牛頓流體（如鉆井泥漿、紙漿、巧克力、油漆）性質(zhì)的液體，它們的流動(dòng)狀態(tài)復雜，不易斷定其屬性，因此選擇儀表時(shí)要非常謹慎，必要時(shí)與制造廠(chǎng)磋商。
潤滑性是更不易評價(jià)的特性。通常認為高粘度液體也有好的潤滑性，但是有時(shí)候不定如此。潤滑性對有活動(dòng)測量元件的儀表（例如容積式和渦輪式）非常重要，有些液體特別是溶劑潤滑性極差，會(huì )縮短儀表軸承壽命軸承工況又影響儀表運行性能和范圍度。
4、化學(xué)腐蝕和結垢
流體的化學(xué)性有時(shí)成為選擇測量方法和儀表的決定因素。某些流體會(huì )引起儀表接觸零件腐蝕，表面結垢或析出結晶體金屬表面產(chǎn)生電解化學(xué)作用。這些現象都將降低流量?jì)x表性能和使用壽命，儀表制造廠(chǎng)為此采取措施提供若干變型產(chǎn)品或專(zhuān)用儀表，以相適應。例如選用針對某些流體抗腐蝕材料或結構上防腐蝕措施，如金屬浮子流量計內襯耐腐蝕工程塑料，孔板用陶瓷材料制造。但那些測量元件結構和形狀復雜的儀表（如容積式、渦輪式等）就不易處理使之用于腐蝕液體。
有些流量?jì)x表從原理上就具有耐腐蝕性或易于作耐腐蝕措施。超聲換能器裝在管道外壁不與被測流體接觸的超聲流量計本質(zhì)上就是防腐蝕的。熱水流量計只有一對形狀簡(jiǎn)單的電極和測量管襯里與液體接觸，易作針對性選擇適用材料的防腐措施。 "
熱水流量計腔體和測量元件上結垢或析出結晶，將減少活動(dòng)部件的間隙，降低敏感元件的靈敏度或測量性能。又如結垢在超聲式儀表應用上阻礙超聲波發(fā)射，在電磁式儀表應用上絕緣了電極的信號檢測表面使之無(wú)法工作。儀表制造廠(chǎng)往往采用流量傳感器外界加溫防止析出結晶或裝置除垢器等防范措施無(wú)紙記錄儀。
某鋅冶煉廠(chǎng)原用管道輸送廠(chǎng)區間冶鋅溶液，不僅各類(lèi)型管道用流量?jì)x表結垢嚴重影響工作、即使3-5個(gè)月清除一次管道結垢，其難度和工程雖都很大。后來(lái)將全廠(chǎng)管道改用明渠輸送，并用堰式儀表測量流量，才方便了除垢工作。
5、壓縮系統和其他參量
測量氣體需要知道壓縮系數值以求取工作狀態(tài)下流體密度。成分固定的流體通過(guò)壓力、溫度和壓縮系數計算密度；成分變動(dòng)的流體和工作于接近（或在）超臨界區，應考慮在線(xiàn)測量密度。
某些流量測量方法要考慮特定的流體韌性，如熱式儀表要有能適應的熱傳導和熱容量，電磁式儀表依賴(lài)于液體的一定電導率才能工作。
與某些物質(zhì)在一起會(huì )引起燃燒或急劇反應的流體，要對擬使用的儀表在設計上給予驗證。例如已經(jīng)知道測量乙炔氣流量時(shí)，流量?jì)x表內部若存在急劇的壓力和速度梯度會(huì )突然燃燒。
6、多相和多組份流
測量多相和多組份流動(dòng)應十分謹慎對待。經(jīng)驗表明用于多相或多組份流，測量性能會(huì )大幅度改變，且有些情況還是末知的。流量?jì)x表一般都在單相流動(dòng)狀態(tài)下評定其測量性能，現在還沒(méi)有以單相流標定的儀表來(lái)評定用于雙相時(shí)系統變化的標準。使用時(shí)盡可能把各相分離后分相測量以保證獲得最低測量不確定度，然而有些應用場(chǎng)所這種方法還不切實(shí)可行或不合乎要求。
單工質(zhì)流體有時(shí)候也呈現雙相，常見(jiàn)的例于是濕蒸汽，水微粒隨著(zhù)蒸汽流動(dòng)，（濕蒸汽干度：濕蒸汽兩相流中氣相質(zhì)量流量所占兩相質(zhì)量流量的份額）。環(huán)境溫度和介質(zhì)的溫度壓力變化干度可能偏離原定流動(dòng)狀態(tài)，儀表就不能適應。這些應用場(chǎng)所儀表雖還可以應用，然而提出儀表規范時(shí)要比應用于單相時(shí)更要謹慎。
漿液可用熱水流量計，專(zhuān)門(mén)設計的質(zhì)量式、超聲式或差壓式儀表也可以測量，能獲得流量與信號之間穩定關(guān)及但儀表的儀表系數或流出系數的確定卻不是都能解決的。多相流的復雜流動(dòng)相間能量、動(dòng)量和質(zhì)量的相互作用極其復雜，只有個(gè)別情況才能獲得較滿(mǎn)意的結果，使用時(shí)要極慎重處理。要充分了解流動(dòng)條件。即明確粒子大小、固相含量和固體性質(zhì)。固體性質(zhì)可能是有磨蝕性的、纖維狀的或是尺寸不一的顆粒。磨蝕性混合體產(chǎn)生穩定的磨損率，導致儀表誤差以一定的率穩定地增加，從而估計出儀表?yè)p壞的年限。
在流動(dòng)中的液相和氣相混合體，各相特性及其可能產(chǎn)生相間轉換現象將影響流動(dòng)特性。流動(dòng)型態(tài)取決于液和氣的相對占有率和管道方向（水平或垂直）。不同流型需要各自適用和儀表，而確切的相間分布往往不清楚。甚難估計在這種情況下獲得的測量性能，但其測量誤差通常比單相流體測量時(shí)要多幾倍。
兩種或兩種以上液體匯流混合，并測量其混合液流量，如液體相互間溶合則不存在問(wèn)題；但如不相溶合、往往存在流束（線(xiàn)）均勻性問(wèn)題，流動(dòng)或成為分層流或成為塊狀流，取決于相對含量和密度差。測量氣-液流的儀表可能處于大幅度變動(dòng)著(zhù)的流動(dòng)特性，而流動(dòng)特性則取決于安裝設計。

上一篇：關(guān)于dn65自來(lái)水管道流量計的常規的6種分類(lèi)方法

下一篇：熱水鍋爐給水流量計的誤差產(chǎn)生原因及調整方法