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涡街流量计在音速喷嘴法气体流量标准装置检定

time:2021-01-30
一、检定的原则。
该设备采用音速喷嘴作为标准器,通过真空泵和阀门调节空气流量,待流状态稳定后,使气体在相同的时间间隔内连续通过喷嘴和被检流量计,结合温度、压力、湿度等参数,计算并记录两者的累积流量,按照流量计相应的检定规程JJC1029-2007的规定,计算出被检流量计的单次计量示值误差。流量计的计量性能,如检测误差和重复性,是通过对流量计的多点、多次测量和计算来判定的。
二、测量模式。
依据气体动力学原理,当气体流经临界流型口时,达到一定的上下压比后,在喷嘴喉部形成临界流型,气流达到ZUI大速度(音速)。通过喷嘴的气体流量也达到了ZUI大值qm。在此期间,qm仅与喷管入口的滞止压力和温度有关,不受下游状态变化的影响。通过喷嘴的质量流量qm可按以下式(1)计算;在工作条件下通过喷嘴的体积流量可按(2)计算:
QQ截图20210106153457.jpg
公式:qm是实际工况下通过喷嘴的流量;
在实际情况下,通过喷嘴的qv一的容积流量;
a*一喷嘴喉部断面的体积;
喷嘴中Cd的流出系数;
c*实际气体临界流动函数;
一只喷嘴前气体的绝对滞压。
在T0-1喷嘴前气体的绝对滞后温度。
被检测到的一个流量计上的一个气压。
被检测到的一个流量计上的一个气体温度。
被检查流量计上的一种气体压缩系数。
一湿空气体积流量KRH的湿度修正系数;
是一个普遍气体常数。
气体的摩尔质量M。
累计质流公式
QQ截图20210106153536.jpg
公式:t一累计计量时间;
用(1)、(2)、(3)式作为计算音速喷嘴法气体流量标准装置流量的基本公式,并在此基础上对流量测量进行不确定度分析。
三、本气体标准装置中涡街流量计检定的不确定度分析。
(1)计量模式。
采用声速喷嘴法测量涡街流量的气体流量标准器,测量仪器系数K。
各流量点计系数是。
QQ截图20210106153610.jpg
公式:n-第i个流量点检定的次数。
(2)A类不确定度(DN100,在Qmin流量点处的精度等级为1.0)
用气体流量标准仪对某一DN100、精确度等级为1.0的涡街流量计进行检定,得到该流量计的Qmin流量值为1007.6,1007.5,1006.9,1005.3,1005.6,1005.7,1006.9,1005.5,1007.5,1007.4。
那么K=1006.4平均。
一次测量实验中的标准偏差。
QQ截图20210106153650.jpg
实测次数m=3,
QQ截图20210106153710.jpg
(3)B类不确定度(DN100,在Qmin流量点处精确等级1.0的涡街流量计)
②根据中国计量科学研究院出具的检定证书,该套仪器的测量范围为:毫米DN(25~200),(1~5000m³/h)。=0.30%(k=2),即气体流经喷嘴时产生的标准不确定度为qm。
U(qm)=U(c)/2
2.在测量流量时,温度测量所引入的不确定度uTn)
传送器的ZUI允许的大误差为±0.05℃,如考虑均匀分布,则允许。
QQ截图20210106153742.jpg
敏感系数
QQ截图20210106153805.jpg
③空气压缩系数的标准不确定性(Zn)
用回归公式确定了空气的压缩系数,其回归误差小于0.015%,按均匀分布考虑,就可以得出结论。
QQ截图20210106153852.jpg
敏感系数
QQ截图20210106153927.jpg
(四)流量测量装置上的压力引人测量不确定度u(Pn)
压力计(压力计)选用了10kPa范围,精度等级0.075。它的ZUI大允许误差±7.5Pa,考虑到均匀分布,就是这样。
QQ截图20210106154002.jpg
敏感系数
QQ截图20210106154043.jpg
QQ截图20210106154121.jpg
所以本气体标准装置中涡街流量计检定的合成不确定度为:
QQ截图20210106154151.jpg
它的相对扩展不确定性如下:
QQ截图20210106154356.jpg

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