[发明专利]一种孔板与热式流量计组合测量湿气流量的装置及方法

权利要求书

1.一种孔板与热式流量计组合测量湿气流量的测量方法，其特征在于：包括如下步骤

步骤一：获取流体压力、温度参数

分别通过孔板流量计和热式流量计获取流体压力和温度参数；

步骤二：计算混合流体湿气流量

根据步骤一获取的流体压力和温度参数，通过热式流量计测量混合流体质量流量、孔板流量计测量混合流体质量流量、混合流体工况密度ρ和混合流体介质的定压比热容C_p的计算，进而得到工况体积含液率x，最终得到气、液标况体积流量，

所述的步骤二计算混合流体湿气流量的具体过程如下

流经孔板流量计的质量流量计算公式为：

式(1)中：C为流出系数；

β为节流装置直径比；

ε膨胀系数；

d为孔板孔径；

ρ为气液混合流体工况平均密度；

△P为差压；

流经热式流量计测量混合流体质量流量公式如下：

式(2)：C_p为流体介质的定压比热容；

A—热传导系数；

K—仪表系数；

△T—温差；

由公式(1)、(2)可得出公式(3)：

设混合流体工况体积含液率为x，则工况体积含气率为1-x；

混合流体工况密度ρ可按公式(4)计算：

ρ＝ρ_lx+ρ_g(1-x)＝(ρ_l-ρ_g)x+ρ_g (4)

式(4)中：液ρ_l、ρ_g分别为液相工况密度、气相工况密度，

混合流体介质的定压比热容C_p可以按照公式(5)计算：

C_p＝C_plx+C_pg(1-x)＝(C_pl-C_pg)x+C_pg (5)

式(5)中C_pg、C_pl分别为气相定压比热容、液相定压比热容；

将公式(4)、(5)带入公式(3)，得公式(6)：

x³+kx²+mx+n＝0 (6)

式(6)中：

求解式(6)即可得出含液率x，将计算出的x带入公式(4)、(5)即可得出混合流体密度ρ及混合流体介质的定压比热容C_p，进而得出混合流体质量流量Q_m；

混合流体气、液相工况体积流量分别见公式(8)、(9)：

2.如权利要求1所述的一种孔板与热式流量计组合测量湿气流量的测量方法，其特征在于：孔板与热式流量计组合测量的装置至少包括测量管本体(11)，还包括气液混合装置(1)、孔板流量计、热式流量计、气液流量计算仪(9)和法兰(21)；所述气液混合装置(1)、孔板流量计和热式流量计依次通过法兰(21)连接在测量管本体(11)的湿气输入端至输出端；所述气液流量计算仪(9)设置在测量管本体(11)外部且分别与孔板流量计和热式流量计连接；所述的孔板流量计包括孔板节流装置(2)、压力传感器(3)、差压传感器(4)和第一温度变送器(5)；所述孔板节流装置(2)连接在测量管本体(11)上；所述差压传感器(4)连接在孔板节流装置(2)与气液流量计算仪(9)之间；所述第一温度变送器(5)的一端连接在孔板节流装置(2)与热式流量计之间的测量管本体(11) 上，第一温度变送器(5)的另一端通过信号线(10)与气液流量计算仪(9)连接；所述压力传感器(3)的一端连接在气液混合装置(1)与孔板节流装置(2)之间的测量管本体(11)上，压力传感器(3)的另一端通过信号线(10)与气液流量计算仪(9)连接；所述孔板节流装置(2)通过法兰(21)与测量管本体(11)连接。

3.如权利要求2所述的一种孔板与热式流量计组合测量湿气流量的测量方法，其特征在于：所述的第一温度变送器(5)采用的是Pt100热电阻温度变送器，型号为ABGSBW。