水垢對(duì)便攜式超聲波流量計(jì)測(cè)量的影響
發(fā)布時(shí)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(cè)試時(shí)，部分鍋爐由于沒有水處理設(shè)備并且鍋爐投入運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，會(huì)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(jì)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(jì)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，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(shí)際測(cè)量的時(shí)候流量計(jì)算會(huì)有誤差。
超聲波流量計(jì)在結(jié)垢的管道上進(jìn)行測(cè)量流量時(shí)，超聲波傳播的時(shí)間由兩部分組成：一部分為在水垢層內(nèi)的傳播時(shí)間，另一部分為在管道流體內(nèi)的傳播時(shí)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(shí)間比超聲波在流體中的傳播時(shí)間要小得多，可以忽略不計(jì)。
設(shè)：d——除去水垢層后管道內(nèi)徑；
[Q實(shí)際][=πd24Lcosθ（1t1-1t2）]
[Q顯示][=πD24Lcosθ（1t1-1t2]
則[Q實(shí)際=Q顯示×（dD）2]
由于d略小于D，所以超聲波流量計(jì)測(cè)試的顯示值要大于管道中實(shí)際的流量值。
現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)試情況與誤差分析
在某鍋爐測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)，鍋爐進(jìn)水管經(jīng)過大修時(shí)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(tái)超聲波流量計(jì)測(cè)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(cè)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(cè)試條件，有水垢的舊管測(cè)試流量要大于新管的測(cè)試流量，流量的相對(duì)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(jì)測(cè)試誤差的一項(xiàng)重要參數(shù)。在使用超聲波流量計(jì)進(jìn)行管道流量測(cè)量時(shí)，對(duì)于管道內(nèi)結(jié)垢較厚的情況下，若仍按照設(shè)計(jì)壁厚值進(jìn)行輸入，必然會(huì)影響流量計(jì)測(cè)量的精度。因此，只有使用管道的實(shí)際壁厚代替管道的設(shè)計(jì)壁厚作為超聲波流量計(jì)的輸入?yún)?shù)，才能更加準(zhǔn)確地得到更接近管道實(shí)際流量的測(cè)試流量，進(jìn)而減小測(cè)量誤差。而在目前的測(cè)試情況下，可通過超聲波測(cè)厚儀測(cè)量值來代表管道包含水垢層的實(shí)際壁厚作為輸入值。
通過超聲波測(cè)厚儀測(cè)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(jì)進(jìn)行測(cè)量，得到測(cè)量流量如下表：
此時(shí)流量的相對(duì)誤差為：
[（274.36-272.23）/272.23]×100%=0.78%
對(duì)比上面的數(shù)據(jù)可知，考慮到水垢層的相對(duì)誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于未考慮水垢層厚度的相對(duì)誤差。因此，在進(jìn)行鍋爐能效測(cè)試用超聲波流量計(jì)測(cè)量給水流量時(shí)，對(duì)于使用年限較長(zhǎng)、管壁結(jié)垢較嚴(yán)重的管道，應(yīng)按照實(shí)際測(cè)量的管壁厚度來調(diào)整流量計(jì)的輸入?yún)?shù)，可提高超聲波流量計(jì)的測(cè)量精度。
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