孔板流量计取压方式的研究

孔板流量计是一种测量流体流量的差压类流量计,广泛应用于石油、化工、电力等领域。孔板流量计主要的取压方式为法兰取压、角接取压和径距取压,其取压方式是影响测量精度的重要因素之一,现如今没有一个选取取压方式的标准。该文通过实验的方式将孔板流量计分别采用法兰取压、角接取压、径距取压计算得到的流出系数与GB/T2624.2中给出的各种不同取压方式理论流出系数进行比较,由实验结果可知环室角接取压的测量精度最高。通过比较加工精度和现场环境等因素,给出了3种取压方式的适用条件。

标准孔板流量计上下游测量管维护方法研究

标准孔板流量计计量装置是确定天然气产量和质量的关键设备,其上下游测量管内壁的光洁度对计量装置的精度和稳定性至关重要。通过建立标准孔板流量计流场分析模型,定量分析了不同管径、不同测量管粗糙度对孔板计量精度的影响,并优化设计了励磁振动除垢装置,通过实验研究确定了最优操作条件,证明了该测量管维护方法的有效性。该新型装置可以有效保障天然气计量系统的安全性、高效性、标准性,减轻员工的劳动强度,降低运行维护费用,具有较好的安全效应和广泛的应用前景。

浅析孔板流量计的安装及维护

随着现代仪表技术发展,会有很多新型流量计的出现。然而由于流量测量技术本身涉及面广,随着被测对象的不同,对流量计有着不一样的要求,也就是说有多种流量计并存,才能满足不同现场和不同层次的需求。孔板差压式流量计是国内外研究最早的、试验数据最完善、现场实践经验最为丰富、标准化程度非常高的流量计,他的结构简单、制造成本低、性能比较稳定、使用寿命比较长,并且已经标准化,因而在工业上得到了广泛的应用。标准节流孔板是测量流量的差压发生的节流装置,配合各种差压计或变送器可测量各种流体的流量。孔板流量计节流装置包括环室节流孔板,喷嘴等。孔板流量计节流元件与变送器配合使用可测量液体、蒸汽、气体的流量,孔板流量计在石油、化工、冶金、电力、供热、供水等领域使用。

差压式孔板流量计的误差来源与控制对策

差压式孔板流量计目前仍是我国进行天然气流量计量的主导流量计,截至2004年7月长庆气田应用该型流量计总量近300套。SY/T6143-1996“天然气流量的标准孔板计量方法”标准中认为,天然气流量测量不确定度主要由3个方面引起流量计算方程描述流动状态真实性的不确定因素;被测介质实际物理性质的不确定度因素;测量中重要设备的不确定度因素。为此,文章从以上3个方面对差压式孔板流量计进行了不确定度研究和实验,包括流出系数、孔板技术指标的变化对天然气流量的影响,可膨胀系数、二次仪表的不确定度、天然气组分变化、天然气含水对天然气流量的影响,并就这些误差因素分别从节流装置的选择、脉动流的改善、规范各项规章制度、建立量值溯源体系等方面提出了建议。

标准孔板流量计内部流场的CFD数值模拟

通过在标准孔板流量计中引入CFD数值模拟,为流出系数的获取提供了新途径。对不可压缩流体在不同流量、不同直径比、不同孔板轴向厚度和不同流动介质下的内部流场进行了数值模拟计算,并将计算出的流出系数与根据ISO公式计算出的流出系数进行了分析对比。结果表明,随着结构参数和工作条件的改变,流出系数都会随之发生变化,但ISO公式对孔板厚度的变化不太敏感。CFD数值模拟可以作为标准孔板流量计的辅助设计与标定手段,以进一步提高孔板流量计计量的准确性。

提高标准孔板流量计测量准确度的措施

为了提高标准孔板流量计的测量精度,按照SY/T 6143—1996标准规定对标准孔板节流装置进行了设计、制造、检验和安装,开发了统一标准孔板流量计设计和仪表选型计算软件,通过采用可换孔板装置与定值节流装置及合理的流量积算方案、减小脉动流的影响、定期进行量值溯源、加强计量管理和计量技术人员培训、建立和完善各项计量规章制度等多项措施,有效地提高了标准孔板流量计测量准确度。

涡街流量计与孔板流量计压力损失的比较研究

通过试验对涡街流量计的压力损失进行了研究,并与孔板流量计的压力损失进行了比较。涡街流量计与孔板流量计使用广泛,因此有些研究人员对两种流量计的压力损失进行过比较,但比较时没有在保证两种流量计有效流通面积相等的情况下进行,这就使最后的结果没有说服力。在保证两种流量计流通面积相等的条件下,对它们的压力损失进行了比较。结果表明,孔板流量计的压力损失与涡街流量计的压力损失的比值并没有一些文献中给出的那么大。

基于CFD的非标准孔板流量计的数值模拟

为了获得一种在性能和节能方面都较优的非标准孔板,以计算流体力学(CFD)为工具,模拟了标准孔板流量计与一类两通道非标准孔板流量计的内部流场,并探究了两大类孔板分别在β=d/D为0.5和0.7时的流出系数随雷诺数的变化规律,并与由Reader-Harris/Gallagher(1998)公式计算出的流出系数进行比较。结果表明:数值模拟的结果与按理论公式计算的结果相差较小,反映了模拟结果的正确性,比较两类孔板的模拟结果可知,两通道非标准孔板具有低临界雷诺数,永久压降低等优点。因此模拟结果为孔板的理论分析和实验研究提供了新的思路。

节流孔倒角对多孔孔板流量计流场特性的影响

多孔孔板流量计尾流流动特性是影响计量性能的关键,为了分析节流孔前后倒角对尾流流动特性的影响规律、优化多孔孔板结构,针对DN100、节流比为0.67的多孔孔板,本研究利用CFD技术对带倒角多孔孔板的尾流流场进行计算,从而揭示节流孔前后倒角对计量性能的影响规律,并利用实流实验进行验证。研究结果表明：前倒角是降低永久压力损失的关键因素,但无法提高计量精度,当前倒角在30°~60°时,永久压力损失为相同节流比的标准孔板的50%,流出系数线性度误差随前孔倒角角度的增大而提高,当前倒角为60°时,与无前孔倒角的多孔孔板流量计线性度误差接近;在45°~60°范围内,后倒角对尾流流场具有较好调整作用,从而拓宽量程范围、提高计量精度。由此得出,前倒角为60°、后倒角在45°~60°范围内的多孔孔板计量性能有较大的提高。

煤气输送管道中脉动流对孔板流量计的影响

对不满足ISO/TR3313中规定的多脉动源形成的复杂脉动流对孔板流量计的影响进行了研究.结合实际情况提出了复杂脉动流条件下孔板流量计计量误差的估计方法,并通过对实际管道中复杂脉动流的测试和分析,得出不同脉动工况下孔板流量计计量误差范围.

基于差压式孔板流量计的缩径管段流场数值研究

基于ANSYS-CFX商业模拟软件,对差压式孔板流量计的内部流场进行数值模拟研究。计算了关于孔板流量计流出系数的4个主要影响因素:流量、粘度、缩径孔厚度及截面比,得到了不同模拟工况下的内部流场变化规律,同时借助数值模拟探讨了孔板流量计的冲蚀问题。将数值模拟流出系数计算值与基本经验公式编程计算值进行对比验证,结果显示两者吻合度高,误差基本控制在5%以内。研究表明,数值模拟可作为一种孔板流量计设计及标定的辅助方法。

标准孔板流量计在普光气田的应用与分析

普光气田气质特殊,高含硫化氢和二氧化碳,天然气计量采用标准孔板流量计,存在计量不稳定以及读数偏差较大等问题。基于孔板流量计的结构原理,从高级孔板阀选材、流量计计算机选择和连接部件设计3方面介绍了孔板流量计在普光气田的应用情况,最后根据软件和硬件2方面因素,分析了流量计量误差产生的原因,并据此提出了正确设置计量参数、定期清洗孔板阀、五阀组和引压管路等改进措施。这些措施对解决高含硫气田计量问题具有一定的指导意义。

弯管流量计与孔板流量计的性能比较

从介绍产品工作原理入手,阐述了弯管流量计与孔板流量计在原理上的本质区别.在性能比较的基础上突出说明了弯管流量计具有的无附加压力损失的节能性能明显优于孔板流量计.文章指出,在长期运行的大流量系统中应充分考虑这种区别所引起的能源合理利用问题.

差压式孔板流量计计量不准确度分析

随着天然气工业的不断发展和天然气市场的不断拓宽,人们对商品天然气计量技术的研究和发展更加重视。石油天然气行业采用孔板流量计作贸易计量的约占95%以上,其计量精度直接影响到企业的经济效益和用户利益。介绍了差压式孔板流量计的测量原理、特性以及选型指南。着重从三个方面对引起天然气流量测量不确定度的因素进行了分析,讨论了包括流出系数C、多相/非牛顿流体、天然气相对密度、孔板偏心、孔板弯曲、孔板边缘尖锐度对天然气流量的影响,并提出了提高天然气计量精度的措施。

漩涡的卷吸作用对多孔孔板流量计精度的影响

为了优化多孔孔板流量计的结构、提高计量精度,结合实验、CFD仿真与射流理论相结合的方法对多孔孔板流量计计量精度的影响因素进行分析.结果表明:漩涡的卷吸作用是影响计量精度的关键因素,并得出回流通量能够表征卷吸作用的结论;多孔孔板流量计在不同的流速范围内,回流通量沿流向呈非相似性分布和相似性分布.在非相似性分布的流速区间内,流出系数C_d的重复性较差,不同多孔孔板的重复性随着回流通量的增加而增大,流出系数C_d波动较大.在相似性分布的流速区间内,流出系数C_d的重复性较好,不同多孔孔板流量计的量程范围和线性度随着回流通量的增大而降低.

内锥流量计与孔板流量计的压力损失及能耗研究

通过CFD流体软件对内锥流量计压力损失进行了数值模拟,实验介质为汽油与柴油的混合物。内锥流量计和孔板流量计经常使用于流体计量,在保证两种流量计流通面积相等的条件下,对它们的压力损失进行了比较。结果表明,内锥流量计的压力损失仅为孔板流量计压力损失的30%左右,将内锥流量计应用于流体计量,可以起到节能降耗的作用。

孔板流量计瞬时孔流系数的数值预测

为了研究孔板流量计在测量流量快速变化时的特性,以孔板流量计瞬时孔流系数C为研究对象,采用计算流体动力学(CFD)方法,基于Realizable分离涡模拟(DES)描述瞬时湍流流动,模拟研究了流量直线加速过程瞬时C和内流场随时间的演变结果.为了对比分析,将加速过程离散为不同流量下的稳态点,采用Realizable k-ε模拟各个稳态点的孔流系数和流场结构.稳态孔流系数C0的模拟结果与ISO试验回归曲线相比,误差在3%以内.将加速过程和稳态假设下模拟的孔流系数结果进行对比,结果表明:加速过程瞬时C从0逐渐增加至稳定值,而稳态C0基本保持在0.6附近.进一步将孔流系数与内流场和压力场分布的演化结合起来分析,得出以下结论:加速流动的漩涡滞后于稳定状态,加速前期压能没有在短距离内全部转换为动能,是导致C与C0产生偏差的内流原因.研究内容可为瞬时流量的测量提供参考基础.

楔形孔板流量计内多气泡的运动行为

针对楔形孔板流量计多个气泡的运动,建立了对孔板流量计内气液两相流动的数学模型.采用贴体坐标系下同位网格的SIMPLE算法解决速度与压力的耦合问题.利用贴体坐标下Level Set方法追踪两相界面的运动.通过模拟结果中节流截面含气律变化的分析,得出混相密度变化才是影响楔形孔板流量计测量精度的主要因素.因此,校正多相流的混相密度值是提高孔板流量计的测量精度,减小测量误差的最佳方法.

孔板流量计在量程超限后的处理方法

介绍孔板流量计在量程超限后的一种处理方法。实际应用表明 ,该处理方法简单易行 ,误差不大 。

如何提高孔板流量计的计量精度

随着天然气贸易的发展,对天然气流量准确计量的要求越来越高。目前,孔板流量计仍是最主要的天然气流量计。综合分析了影响孔板流量计计量精度的主要因素,提出了提高孔板流量计计量精度的有效措施。