具有蒸汽流量計(jì)量表校準(zhǔn)功能氣體流量裝置測(cè)量不確定度評(píng)定
摘要:具有蒸汽流量計(jì)量表校準(zhǔn)功能氣體流量裝置測(cè)量不確定度評(píng)定資訊由優(yōu)秀的流量計(jì)、流量?jī)x生產(chǎn)報(bào)價(jià)廠家為您提供。摘要:以臨界流文丘里噴嘴法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置為代表,扼要闡述了具有蒸汽流量計(jì)校準(zhǔn)功能的標(biāo)準(zhǔn)表法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置測(cè)量不確定度評(píng)定方法和步驟。 1、氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置介紹。更多的流量計(jì)廠家選型號(hào)價(jià)格報(bào)價(jià)歡迎您來(lái)電咨詢,下面是具有蒸汽流量計(jì)量表校準(zhǔn)功能氣體流量裝置測(cè)量不確定度評(píng)定文章詳情。
以臨界流文丘里噴嘴法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置為代表,扼要闡述了具有蒸汽流量計(jì)校準(zhǔn)功能的標(biāo)準(zhǔn)表法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置測(cè)量不確定度評(píng)定方法和步驟。
1、氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置介紹
標(biāo)準(zhǔn)表法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置以標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)器,使流體連續(xù)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)和被檢流量計(jì),比較兩者的輸出瞬時(shí)流量值,或比較一段時(shí)間內(nèi)的累積流量值,從而確定備件流量計(jì)的計(jì)量性能。
臨界流音速噴管氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置作為一種典型標(biāo)準(zhǔn)表法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置,主要由氣源、試驗(yàn)管路、并聯(lián)臨界流音速噴管組和控制設(shè)備四部分組成。
公司2007年建成了一套以臨界流音速噴管組為標(biāo)準(zhǔn)表的氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置,裝置作為壓縮空氣和蒸汽兩種介質(zhì)流量計(jì)共用的流量標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)中采用zui為科學(xué)和權(quán)威的蒸汽流量計(jì)量溫度、壓力補(bǔ)償?shù)臄?shù)學(xué)模型,通過(guò)氣體流量裝置與國(guó)家蒸汽流量計(jì)量煙臺(tái)檢定站蒸汽流量標(biāo)準(zhǔn)裝置實(shí)流標(biāo)定比對(duì)、數(shù)據(jù)擬合處理,確保準(zhǔn)確可靠地實(shí)現(xiàn)蒸汽流量計(jì)校準(zhǔn)。
2、氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置不確定度評(píng)定
2.1數(shù)學(xué)模型
本裝置采用臨界流音速噴管作為標(biāo)準(zhǔn)表,流體介質(zhì)為空氣,其單個(gè)臨界流音速噴管的實(shí)際質(zhì)量qm和體積流量qv計(jì)算公式為:式中:ρ、p、T分別為被檢流量計(jì)處的空氣密度(kg/m3)、絕對(duì)壓力(Pa)、熱力學(xué)溫度(K)
A—噴嘴喉部面積;(mm)C—噴嘴流出系數(shù);C*—臨界流函數(shù);P0—噴嘴前氣體的滯止壓力(Pa);T0—噴嘴前氣體的滯止溫度(K);R—通用氣體常數(shù),其數(shù)值為8314.51J/(kmol.K);M—空氣千摩質(zhì)量,其數(shù)值為28.9625kg/(kmol)。
作為標(biāo)準(zhǔn)表法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置,本裝置利用多個(gè)臨界流音速噴管(標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì))并聯(lián)方法,累加流過(guò)每個(gè)臨界流音速噴管氣體流量來(lái)擴(kuò)大裝置的氣體流量范圍。
由于每個(gè)臨界流音速噴管都是獨(dú)立工作的,所以n個(gè)臨界流音速噴管并聯(lián)組合后裝置氣體流量計(jì)量不確定度可以表示為由(3)式可以得出:多個(gè)臨界流音速噴管并聯(lián)組合后并不會(huì)降低標(biāo)準(zhǔn)裝置的測(cè)量不確定度,此時(shí)裝置測(cè)量不確定度一定不超過(guò)噴管組中單個(gè)臨界流音速噴管氣體流量不確定度的zui大值。因此,可以依據(jù)式(1)數(shù)學(xué)模型,通過(guò)評(píng)定單個(gè)臨界流音速噴管氣體流量不確定度方法,確定多個(gè)臨界流音速噴管組合后裝置氣體流量測(cè)量不確定度。
2.2輸入量標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定
由于檢定和使用音速噴管時(shí)都是在空氣介質(zhì)下進(jìn)行的,A、C*、M和R的值相同,因此可忽略該四項(xiàng)引入的不確定度。
(1)流出系數(shù)C的不確定度
按照J(rèn)JG620-2008《臨界流文丘里噴嘴檢定規(guī)程》要求,在95%的置信概率下,U=0.2%。因測(cè)量次數(shù)為6,可得t95=2.45,則有
(2)音速噴管入口處滯止壓力P0的不確定度
所用壓力變送器滿量程為1000kPa,允許誤差為滿量程的0.1%,因此,當(dāng)P0取800kPa時(shí),按均勻分布,則有
(3)音速噴管入口處滯止溫度T0的不確定度
所用溫度變送器滿量程為100℃,允許誤差為滿量程的0.1%;考慮滯止容器溫度不均勻性(0.2K)影響,因此,當(dāng)T0取300K時(shí),按均勻分布,90%可靠,則有
(4)被檢流量計(jì)處的溫度T和壓力P的不確定度
本裝置中被檢流量計(jì)處溫度T和壓力P的測(cè)量?jī)x器與測(cè)量音速噴管入口滯止溫度壓力的儀器相同,單獨(dú)考慮檢定管路內(nèi)溫度不均勻性為0.5K。因此可得
(5)計(jì)時(shí)器的不確定度
當(dāng)被檢表為累積式流量計(jì)(如渦街流量計(jì))時(shí),考慮計(jì)時(shí)器的不確定度。由于計(jì)時(shí)器時(shí)間間隔zui大相對(duì)不確定度出現(xiàn)在zui短測(cè)量時(shí)間,本裝置一次檢定zui短時(shí)間為30s。
本裝置選用標(biāo)稱頻率3.5×10-4和6.2×10-4的晶振,校準(zhǔn)證書給出準(zhǔn)確度分別為3.5×10-4和6.2×10-4,按zui低準(zhǔn)確度和均勻分布考慮,則有
(6)空氣與蒸汽介質(zhì)換算引入的不確定度
①比對(duì)分析蒸汽流量標(biāo)準(zhǔn)裝置不確定度和穩(wěn)定度引入的分量
國(guó)家蒸汽流量計(jì)量煙臺(tái)檢定站蒸汽流量標(biāo)準(zhǔn)裝置采用冷凝稱重法原理,試驗(yàn)介質(zhì)為干飽和蒸汽、微過(guò)熱蒸汽。裝置的不確定度U=0.18%(p=95%);裝置的穩(wěn)定性δ=0.068%。
②蒸汽密度計(jì)算引入的分量
蒸汽密度計(jì)算采用“工業(yè)用IFC1967公式”計(jì)算法就是根據(jù)“工業(yè)用IFC1967公式”采用微機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)蒸汽密度輸出。1967IFC公式為IFC(國(guó)際公式化委員會(huì))針對(duì)水蒸氣熱力性質(zhì)數(shù)據(jù)統(tǒng)一,于1967年提出并獲得國(guó)際共同認(rèn)可的水蒸氣密度權(quán)威計(jì)算公式?,F(xiàn)在各國(guó)使用的水和水蒸氣熱力性質(zhì)圖表,都是根據(jù)1967IFC公式計(jì)算編制的。
經(jīng)實(shí)際計(jì)算該項(xiàng)zui大偏差為±0.02%,引入的不確定度為
③比對(duì)試驗(yàn)用智能渦街流量計(jì)測(cè)量重復(fù)性引入的測(cè)量不確定度
比對(duì)試驗(yàn)采用的渦街流量計(jì)為準(zhǔn)確度等級(jí)為1.5級(jí),上??咸貎x表生產(chǎn)的KTUD-23型渦街流量計(jì)。在蒸汽標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定,確定重復(fù)性為0.7%,按均勻分布,80%可靠。
④空氣與蒸汽介質(zhì)換算引入的分項(xiàng)不確定度
(7)裝置重復(fù)性引入的測(cè)量不確定度
選用渦街流量計(jì)在DN50管線上重復(fù)10次,測(cè)量結(jié)果分別為183.60、183.69、183.60、183.05(單位:Nm3/h),計(jì)算得到:
2.3臨界流音速噴管氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置不確定度評(píng)定
表1標(biāo)準(zhǔn)裝置不確定度評(píng)定一覽表
3、結(jié)論
多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)并聯(lián)組合的標(biāo)準(zhǔn)表法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的流量測(cè)量不確定度不超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)組中單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)流量測(cè)量不確定度的zui大值,這一理論,為標(biāo)準(zhǔn)表法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置測(cè)量不確定度數(shù)學(xué)模型簡(jiǎn)化提供了可靠的理論依據(jù)。
具有蒸汽流量計(jì)校準(zhǔn)功能氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置測(cè)量不確定度評(píng)定應(yīng)充分考慮蒸汽和空氣介質(zhì)換算引入的各不確定度分量。
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