水垢對便攜式超聲波流量計測量的影響
發(fā)布時間：2023-01-07 20:11:47來源：hseauto.cn來源：..
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由于目前進(jìn)行鍋爐能效測試時，部分鍋爐由于沒有水處理設(shè)備并且鍋爐投入運(yùn)行時間較長，會導(dǎo)致供水管道上有水垢的存在，由上面推導(dǎo)出的流量計算公式可知，管道內(nèi)流體的流量與管道的內(nèi)徑大小有關(guān)，而通常使用超聲波流量計進(jìn)行測量時，儀器輸入的參數(shù)上并未考慮管道上的結(jié)垢厚度，因此，實際測量的時候流量計算會有誤差。
超聲波流量計在結(jié)垢的管道上進(jìn)行測量流量時，超聲波傳播的時間由兩部分組成：一部分為在水垢層內(nèi)的傳播時間，另一部分為在管道流體內(nèi)的傳播時間。由于超聲波在水垢層的傳播速度要遠(yuǎn)大于超聲波在水中的傳播速度，并且水垢層的厚度相比于管道內(nèi)徑也很小，所以超聲波在水垢層的傳播時間比超聲波在流體中的傳播時間要小得多，可以忽略不計。
設(shè)：d——除去水垢層后管道內(nèi)徑；
[Q實際][=πd24Lcosθ（1t1-1t2）]
[Q顯示][=πD24Lcosθ（1t1-1t2]
則[Q實際=Q顯示×（dD）2]
由于d略小于D，所以超聲波流量計測試的顯示值要大于管道中實際的流量值。
現(xiàn)場實際測試情況與誤差分析
在某鍋爐測試現(xiàn)場，鍋爐進(jìn)水管經(jīng)過大修時更換了一段新管，筆者在其他條件不變的情況下，分別用同一臺超聲波流量計測試了新管和大修前存在水垢的舊管的給水流量。輸入?yún)?shù)：管道外徑219mm，管壁厚度5mm，得到的測試數(shù)據(jù)如下：
從上表的數(shù)據(jù)可知，不改變輸入?yún)?shù)的情況下，同樣測試條件，有水垢的舊管測試流量要大于新管的測試流量，流量的相對誤差值為：
[（279.38-272.23）/272.23]×100%=2.63%
因此，管道的壁厚是影響超聲波流量計測試誤差的一項重要參數(shù)。在使用超聲波流量計進(jìn)行管道流量測量時，對于管道內(nèi)結(jié)垢較厚的情況下，若仍按照設(shè)計壁厚值進(jìn)行輸入，必然會影響流量計測量的精度。因此，只有使用管道的實際壁厚代替管道的設(shè)計壁厚作為超聲波流量計的輸入?yún)?shù)，才能更加準(zhǔn)確地得到更接近管道實際流量的測試流量，進(jìn)而減小測量誤差。而在目前的測試情況下，可通過超聲波測厚儀測量值來代表管道包含水垢層的實際壁厚作為輸入值。
通過超聲波測厚儀測試可得到，有水垢層的舊管管壁的厚度為6.36mm，將此參數(shù)輸入流量計進(jìn)行測量，得到測量流量如下表：
此時流量的相對誤差為：
[（274.36-272.23）/272.23]×100%=0.78%
對比上面的數(shù)據(jù)可知，考慮到水垢層的相對誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于未考慮水垢層厚度的相對誤差。因此，在進(jìn)行鍋爐能效測試用超聲波流量計測量給水流量時，對于使用年限較長、管壁結(jié)垢較嚴(yán)重的管道，應(yīng)按照實際測量的管壁厚度來調(diào)整流量計的輸入?yún)?shù)，可提高超聲波流量計的測量精度。
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