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淮安市三暢儀表有限公司
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閱讀：9574發(fā)布時間：2014-3-10
標(biāo)準(zhǔn)孔板安裝條件和直管段長度要求的變化和要求
*，正是由于歷史的原因，美國和歐洲各國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的安裝條件有較大差別，導(dǎo)致80年代美國對ISO 5167持否定態(tài)度。由于安裝條件是保證節(jié)流式差壓流量計現(xiàn)場丈量精度的關(guān)鍵因素，如何科學(xué)地規(guī)定此條件必須進(jìn)行大量的試驗才能確定，正是API和EEC近十幾年的試驗才使這個題目獲得解決，目前就大量的試驗結(jié)果表明，它將導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)孔板安裝要求的*修改。
該項研究固然涉及到標(biāo)準(zhǔn)孔板本身的技術(shù)及各種類型活動調(diào)整器（整流器）的整流效果內(nèi)容，但是這些試驗成果體現(xiàn)在AGA No.3和ISO/CD 5167標(biāo)準(zhǔn)中主要是沒有整流器的安裝要求（見表1與表3）和帶19管管束式整流器的安裝要求（見表2與表4）是很不同的。ISO/CD 5167的安裝要求（表3及表4）與表1、表2基本相同，但對于帶19管管束式整流器的安裝規(guī)定由17D≤A≤29D變?yōu)?8D≤A≤30D時的數(shù)值。另外ISO/CD 5167有較具體的阻力件型式，而且對應(yīng)的zui短直管段長度要求略有不同。
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表1：AGA No.3標(biāo)準(zhǔn)孔板（不配整流器）上下游直管段長度（以管徑D的倍數(shù)表示）
| β值 | 上游直管段 | 下游直管段 | |||||||||
| A | B | C | E | F | G | H | L | M | N | ||
| ≤0.20 | 6 | 10 | 10 | 50 | 19 | 9 | 30 | 17 | 6 | 70 | 2.8 |
| 0.30 | 11 | 10 | 12 | 50 | 32 | 9 | 30 | 19 | 6 | 108 | 3.0 |
| 0.40 | 16 | 10 | 13 | 50 | 44 | 9 | 30 | 21 | 6 | 145 | 3.2 |
| 0.50 | 30 | 30 | 18 | 95 | 44 | 19 | 30 | 25 | 7 | 145 | 3.5 |
| 0.60 | 44 | 44 | 30 | 95 | 44 | 29 | 30 | 30 | 9 | 145 | 3.9 |
| 0.67 | 44 | 44 | 44 | 95 | 44 | 36 | 44 | 35 | 11 | 145 | 4.2 |
| 0.75 | 44 | 44 | 44 | 95 | 44 | 44 | 44 | 44 | 13 | 145 | 4.5 |
| 注；表中A表示：1、單個90°彎頭；2、在同一平面上兩個間距S大于30D的90°彎頭；3、 在不同平面上的兩個間距S大于15D的90°彎頭。 B 表示：在同一平面上兩間距S不大于10D的90°彎頭。 C 表示：在同一平面上的兩個間距為10D≤S≤30D的彎頭。 E 表示：再不同平面上的兩間距為S≤5D的90°彎頭。 F 表示：再不同平面上的兩間距為5D≤S≤15D的90°彎頭。 G 表示：作為彎頭使用的單個90°三通。 H 表示：1單個45°彎頭、2、在同一平面上的兩間距S大于22D的45°彎頭。 L 表示：開度至少為50%的閘閥。 M 表示：漸縮管或漸擴管。 N 表示：任何形式管件及管路布置。 | |||||||||||
表2 AGA No3 標(biāo)準(zhǔn)孔板（配管束型整流器）上下游直管段長度（以管徑D倍數(shù)表示）
| β值 | 單個90°彎頭 R/D=1.5
| 在不同平面上的兩個90°彎頭 S ≤ 2D. R/D=1..5 | 單個90°三通 | 開度至少為50%的閥門 | 三通與90°彎頭的組合 | 任何其他形式的管件及管路分布 | ||||||
| A 1 | A2 | A1 | A2 | A1 | A2 | A1 | A2 | A1 | A2 | A1 | A2 | |
| ≤0.20 | 5- 14.5 | 5- 14.5 | 5-25 | 5- 14.5 | 5-25 | 5-11 | 5-13 | 5-13 | 5-23 | 5- 11.5 | 5-13 | |
| 0.30 | 5-14 5 | 5-25 | 5- 14.5 | 5-25 | 5- 14.5 | 5-25 | 5-11 | 5-13 | 5-13 | 5-23 | 5- 11.5 | 5-13 |
| 0.40 | 5- 14.5 | 5-25 | 5- 14.5 | 5-25 | 5- 14.5 | 5-25 | 5-11 | 5-13 | 5-13 | 5-23 | 5- 11.5 | 5-13 |
| 0.50 | 11.5- 14.5 | 11.5- 25 | 9.5- 14.5 | 9-25 | 11- 13 | 9-23 | 9.35 | 7.5- 15 | 11-13 | 9- 19.5 | 9.5 | 11.5- 14.5 |
| 0.06 | 12-13 | 12-25 | 13.5- 14.5 | 9-25 | - | 11-16 | - | 10-17 | 13 | 11-16 | - | 12-16 |
| 0.67 | 13 | 13-16 .5 | 13- 14.5- | 10-16 | - | 11-13 | - | 10-13 | - | 11-13 | - | 13 |
| 0.75 | 14 | 14-16 .5 | - | 12-12 .5 | - | 12-14 | - | 11- 12.5 | - | 14 | - | - |
| 推薦管束位置 | 13 β≤0.67 | 14-16 5 β≤0.75 | 13.5- 14.5 β≤0.67 | 12- 12.5 β≤0.75 | 13 β≤0.54 | 12 13 β≤0.75 | 9.5 β≤0.47 | 11- 12.5 β≤0.75 | 13 β≤0.54 | 13 β≤0.72 | 9.5 β≤0.46 | 13 β≤0.67 |
| 注；表中A1和A2是整流器出口到孔板之間間隔，其中A1是孔板上游管件與孔板之間的間隔A為17D≤A≤29D時的數(shù)值，A2是孔板上游管件與孔板之間的間隔A≥29D時的間隔，下游直管段長度同表4。 2、“-”是指對于所有A值，在該特定阻力件的下游不可能找到安裝19管管束式整流器的一個合格位置。 | ||||||||||||
表3: ISO/CD 5167標(biāo)準(zhǔn)孔板（不配整流器）上下游直管段長度（以管徑D的倍數(shù)表）
| β值 | 上游直管段 | 下游直管段 | ||||||||||||
| A
| B | C | D | E | F | G | H | I | J | K | L | |||
| 1
| 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | |
| ≤ 0.20 | 6（3）
| 10 （10） | 10 （10） | 19 （18） | 34 （17） | 9（3） | ** （**） | 5（5） | 16 （8） | 12 （6） | 30 （15） | 5（3） | 4（2） | |
| 0.40 | 16 （3） | 10 （10） | 10 （10） | 44 （18） | 50 （25） | 9（3） | 30 （18） | 5（5） | 16 （8） | 12 （6） | 30 （15） | 5（3） | 6（3） | |
| 0.50 | 22 （9） | 18 （10） | 22 （18） | 44 （18） | 75 （34） | 19 （9） | 30 （18） | 6（5） | 18 （9） | 12 （6） | 30 （15） | 5（3） | 6（3） | |
| 0.60 | 42 （13） | 30 （18） | 42 （18） | 44 （18） | 65 （25） | 29 （18） | 30 （18） | 9（5） | 22 （11） | 14 （76） | 30 （15） | 5（3） | 7 （3.5） | |
| 0.67 | 44 （20） | 44 （18） | 44 （20） | 44 （20） | 60 （10） | 36 （18） | 44 （18） | 12 （6） | 27 （14） | 18 （9） | 30 （15） | 5（3） | 7 （3.5） | |
| 0.75 | 44 （20） | 44 （18） | 44 （22） | 44 （20） | 75 （18） | 44 | 44 （18） | 22 （11） | 38 （19） | 24 （12） | 30 （15） | 5（3） | 8（4） | |
| 注；1、對于β＜0.20的值按β=0.20的值； 2、 不帶括號的值為零附加不確定度的值； 3、帶括號的值為0.5%附加不確定度的值； 4、表列數(shù)值為位于孔板上游的各種阻流件與孔板之間所需要的zui短直管段長度，R/D=1.5； 5、**表示沒有數(shù)據(jù)，使用β=0.4時的長度是足夠的。
| ||||||||||||||
表4 ISO/CD 5167 標(biāo)準(zhǔn)孔板（配管束型整流器）上下游直管段長度Lf（以管徑D倍數(shù)表示）
| β值 | 單個90彎頭R/D=1.5 | 在不同平面上的兩個90彎頭S≤2D，R/D=1.5 | 單個90三通 | 任何其他形式的管件及管路分布 | ||||
| 18≤Lf≤30 | Lf≥30 | 18≤Lf≤30 | Lf≥30 | 18≤Lf≤30 | Lf≥30 | 18≤Lf≤30 | Lf≥30 | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| ≤ 0.20
| 5-14.5 （1-n*） | 5-25 （1-n*） | 5-14.5 （1-n*） | 5-25 （1-n*） | 5-14.5 （1-n*） | 1-25 | 5-11 （1-n*） | 5-13 （1-n*）
|
| 0.40
| 5-14 （1-n*） | 5-25 （1-n*） | 5-14 （1-n*） | 5-25 （1-n*） | 5-14 （1-n*） | 1-25 （1-n*） | 5-11 （1-n*） | 5-13 （1-n*） |
| 0.50
| 11.5- 14.5 （3-n*） | 11.5-25 （3-n*） | 9.5-14.5 （1-n*） | 9-25 （1-n*） | 11-13 （1-n*） | 9-23 （1-n*） | 0#（3-n*） | 11.5-14.5 （3-n*） |
| 0.60
| 12-13 （5-n*） | 12-25 （5-n*）
| 13.5-14.5 （6-n*） | 9-25 （1-n*） | 0## （7-n*） | 11-16 （1-n*） | 0 （7-n*） | 12-16 （6-n*） |
| 0.67
| 13（7-n*） | 13-16.5（7-n*）
| 13-14.5 （7-n*） | 10-16 （5-n*） | 0 （8-n*） | 11-13 （6-n*） | 0 （8-10） | 13 （7-n-1.5*） |
| 0.75
| 14（8-n*） | 14-16.5 （8-n*） | 0（9.5-n*） | 12-12.5 （8-n*） | 0 （9-n*） | 12-14 （7-n*） | 0 （9.5） | 0 （8-22） |
| 推薦管束位置 | 13 β≤0.67 | 14-16.5 β≤0.75 | 13.5- 14.5 β≤0.67 | 12- 12.5 β≤0.75 | 13 β≤0.54 | 12-13 β≤0.75 | 9.5 β≤0.46 | 13 β≤0.67 |
| 注；*）n是19管管束整流器上游端面處于zui近的阻力件下游曲面或錐面1D處的管徑倍數(shù)。除了不能給出在孔扳至19管管束整流器下游端面的間隔外，19管管束整流器上游端面zui近阻力件下游曲面或錐面的長度至少2.5D； #）如 β=0.46為9.5； ##）如 β=0.54為13。 | ||||||||
| 注；1.表中給出的直管段長度是19管管束整流器（如ISO/CD5167中5.3.2.1.2所述）下游端和已給的一個安裝在19管管束整流器上游距孔板Lf長的特定阻力件的孔板之間答應(yīng)的長度 。間隔Lf的丈量是從孔板至zui近（或*）的T型管下游端曲面或漸縮管或漸擴管錐面。表中推薦的管束位置間隔值是適用于特定的β值范圍； 2. 對于β＜0.20的值按β=0.20的值； 3. 不帶括號的值為零附加不確定度的值； 4. 帶括號的值為0.5%附加不確定度的值； 5. 表列數(shù)值為位于孔板上游和下游的各種阻力件與孔板之間所需要的zui短直管段長度。 | ||||||||
在新的試驗數(shù)據(jù)眼前，假如要保證標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計丈量自然氣流量的正確度，人們不得不重新審閱現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)孔板計量標(biāo)準(zhǔn)的修訂和現(xiàn)用標(biāo)準(zhǔn)孔板的上游安裝條件是否滿足要求。同時，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中只列 由七種典型的阻力件類型，并且所需zui短直管段長度是在阻力件前活動為充分發(fā)展管流條件下試驗得到的，這樣的條件與現(xiàn)場實際條件有很大差異， 現(xiàn)場阻力件遠(yuǎn)多于七種，而且阻力件之間的組合更是普遍存在，節(jié)流件前的阻力件進(jìn)口處并非充分發(fā)展管流，這種復(fù)雜的活動狀態(tài)如何規(guī)定其直管段長度？值得慶幸的是表5和表7中的數(shù)值給人們提出了利用上游直管段長度和整流器調(diào)整流態(tài)的有效方法，固然目前只有配備管束整流器的安裝要求。對于其它型式的整流器只列于附錄中，將隨著試驗研究數(shù)占有不斷豐富和成熟將陸續(xù)公布。這說明整流器仍有待完善進(jìn)步，只有積累足夠的系統(tǒng)的試驗后才能取得可靠的數(shù)據(jù)，也才能列于標(biāo)準(zhǔn)中，這些都需要一定的時間才能達(dá)到。
另外，在AGA No3（90版）中，為減少安裝對流量計量的影響，AGA No3（90版）第二部分推薦了孔板流量計上游和下游直管段的zui小長度及孔板到整流器之間的zui短間隔。按AGA No3（90版）推薦的整流器的位置，標(biāo)準(zhǔn)孔板流量裝置的流出系數(shù)C的誤差大約為1.0%或更多。當(dāng)β值升至0.75時，按AGA No3（90版）第二部分的設(shè)計孔板流量計上游直管段長度zui少應(yīng)為17D，下游應(yīng)為5D，整流器至孔板的間隔zui少應(yīng)為7D。
但AGA No3（90版）的規(guī)定能否使安裝對孔板流量計的計量性能的不利影響減少到zui小，文獻(xiàn){2}（美國GRI）的研究結(jié)果表明，并不存在理想的對于所有情況都能提供*孔板定位丈量的管束整流器的定位，*定位取決于進(jìn)口按裝、β值、孔板取壓位置和管束的設(shè)計 。不僅不同的安裝能引起流出系數(shù)C的結(jié)果的變化，而且對相同位置，差異的存在還取決于取壓口的位置，由此可見，原標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于安裝的規(guī)定需要修改?，F(xiàn)行ISO 5167標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定整流器應(yīng)安裝在孔板與zui接近孔板上游的阻力件之間的直管段長度中，此阻力件與整流器之間的直管段長度應(yīng)至少即是20D，而整流器與孔板之間的直管段長度應(yīng)至少即是22D。GRI試驗研究分析表明，就目前而言，定位管束整流器下游端至孔板的間隔為10D～12D將能提供較好的流量丈量，這正是新標(biāo)準(zhǔn)所改進(jìn)的zui大之處。據(jù)資料先容，國外GRI的孔板流量計研究集中在研究對管束排列的改進(jìn)方案及替換整流器的設(shè)計，?？串?dāng)安裝在短丈量管路上時，在距孔板zui短的上游間隔內(nèi)，不管進(jìn)口管路的布置、取壓方向及活動狀態(tài)如何，都可以獲得要接受的丈量性能。因此，為進(jìn)步孔板流量丈量的正確度，必須進(jìn)行活動狀態(tài)、管束位置的調(diào)整并需現(xiàn)場校準(zhǔn)。
從以上分析和表中的數(shù)據(jù)可以看出，新的ISO/CD 5167和AGA No3報告的流出系數(shù)及安裝條件和直管段長度要求發(fā)生了重大變化，主要有以下幾點：
1. 對于盡大多數(shù)上游管路安裝條件而言，新的上游直管段長度不但明顯大于現(xiàn)行AGA No3報告中的數(shù)值，而且大于現(xiàn)行ISO 5167-1標(biāo)準(zhǔn)上游直管段長度（見SY/T6143中表2）的數(shù)值，由于現(xiàn)場實際條件與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定有很大差異，必將對孔板計量產(chǎn)生重大影響，另外也有力說明原來標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的上游直管段長度偏低；
2. ISO/CD 5167的下游直管段長度要求基本無變化，而AGA No3報告它對下游直管段長度要求比ISO/CD 5167的下游直管段長度小一倍左右；
3. 現(xiàn)行ISO 5167標(biāo)準(zhǔn)中的列有七種典型的阻力件類型，而現(xiàn)場阻力件遠(yuǎn)多于七種，且阻力件之間的組合更是普遍存在；新的標(biāo)準(zhǔn)（表1和表3）規(guī)定了比較多的阻力件（及組合阻力件），因而更 適應(yīng)現(xiàn)場的實際條件；
4. 新的ISO/CD 5167和AGA No3報告目前只有配備管束整流器的安裝要求，但提供了整流器的性能測試要求，同時由于計量站主要是為了正確計量，確保計量正確度，因而改善現(xiàn)場流場條件主要考慮直管段及整流器的作用。http://www.tx7878.cn/3051bsq/1324.html
總的來說，不帶整流器的安裝位置比原來的規(guī)定要長，說明以前的規(guī)定流態(tài)沒達(dá)到充分發(fā)展流，證實孔板流量計量偏低；同時配備管束整流器的推薦安裝位置約13d左右（對幾乎所有的β比）。由于上新的試驗對應(yīng)產(chǎn)生了新的流出系數(shù)公式和新的安裝要求，同時考慮到我國事ISO及OIML的成員國，一般情況下我國計量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)向ISO有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)靠攏或直接采用，因此今后國內(nèi)自然氣孔板計量標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)向其靠攏?！ww.sancdc.com、www.sanchangyb.com
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