[发明专利]差压式流量计测量液体动态流量方法

说明书

本发明公开的差压式流量计测量液体动态流量方法，属于动态流量测量领域；本发明增加差压测量截面对数，将仅测量一对截面间差压的传统方法改变为测量多对截面间差压，所述多对指两对或两对以上对数；根据每对测压截面建立的微分方程，进而形成微分方程组，微分方程的系数仅与测压截面间几何结构、流体密度和流出系数相关；通过联立微分方程进行消元，消除微分方程中的流量导数项，获得动态流量与差压的函数关系，进而计算瞬时动态质量流量，即通过消除流量导数项影响减小由于遗漏流量导数项造成的测量误差，提高测量瞬时动态流量的准确度。本发明尤其适用于在工业管道中存在液体介质脉动流动、阶跃流动或其他非稳态流动的场合。

技术领域

本发明涉及一种差压式流量计测量动态流量的方法，属于动态流量测量领域。

背景技术

差压式流量计是以伯努利方程和流动连续性方程为依据，当流体流经差压件时，在其两侧产生差压，由差压与流量的关系，通过测量差压确定流体的流量。标准节流件包括文丘里管、标准孔板、ISA1932喷嘴等，非标准节流件包括1/4圆孔板、楔形节流件、锥形节流件。差压式流量计广泛用于工业封闭管道中单相满管稳态流量的测量。利用差压式流量计进行非稳态(如脉动流动、阶跃流动、斜坡流动等)流动工况的流量测量时，若直接利用传统方法计算动态流量，会因遗漏流量导数项造成很大误差，且测量结果与实际流量存在较大相位差，无法真实反映动态流量实际情况，因此很大程度上限制了差压式流量计在动态流量测量方面的推广使用。

发明内容

为弥补传统差压式流量计测量动态流量的固有缺陷，提高利用差压式流量计测量动态流量的准确度。本发明公开的差压式流量计测量液体动态流量方法要解决的技术问题是：利用测量多对截面间差压计算瞬时动态流量，通过建立的多个微分方程消除流量导数项的影响，进而减小由于遗漏流量导数项造成的测量误差。本发明尤其适用于在工业管道中存在液体介质脉动流动、阶跃流动或其他非稳态流动的场合。

本发明目的是通过下述技术方案实现的。

本发明公开的差压式流量计测量液体动态流量方法，增加差压测量截面对数，将仅测量一对截面间差压的传统方法改变为测量多对截面间差压，所述多对指两对或两对以上对数。根据每对测压截面建立的微分方程，进而形成微分方程组，微分方程的系数仅与测压截面间几何结构、流体密度和流出系数相关。通过联立微分方程进行消元，消除微分方程中的流量导数项，获得动态流量与差压的函数关系，进而计算瞬时动态质量流量，即通过消除流量导数项影响减小由于遗漏流量导数项造成的测量误差，提高测量瞬时动态流量的准确度。

本发明尤其适用于在工业管道中存在液体介质脉动流动、阶跃流动或其他非稳态流动的场合。

作为优选，当测量差压式流量计内液体介质瞬时动态流量，本发明公开的差压式流量计测量液体动态流量方法实现步骤如下：

所述差压式流量计包括流量计入口、A截面、C截面、D截面、B截面、流量计壳体、流量计出口和流量计轴线。

沿流体流动方向为x轴，x轴与流量计轴线重合，且流量计入口处坐标为x₀；A截面、B截面、C截面和D截面四处位置坐标分别为x_A、x_B、x_C和x_D，四截面横截面积分别为A_A、A_B、A_C和A_D；沿x轴任一位置横截面面积为A_x，A截面和D截面为第一对差压测量截面，差压为Δp₁，流出系数为C₁；B截面和C截面为第二对差压测量截面，差压为Δp₂，流出系数为C₂；流体密度为ρ，瞬时质量流量为q_m。则q_m与Δp₁、q_m与Δp₂函数关系为式(1)和式(2)。