濕氣體流量的換算問題
發布時間：2017-09-01
濕氣體是干氣體和水蒸汽的混合物，在低壓狀態下，濕氣體中水蒸汽的分壓很低，它們大都處于過熱狀態，可以用理想混合氣體來處理。濕氣體的滿標度流量是用標準狀態下濕氣體干部分的體積流量表示的，但是流量計在設計計算和選型過程中需要把標準狀態下體積流量換算成工作狀態下體積流量，例如節流裝置的設計計算或渦街流量計的口徑選型等。在流量換算過程中需要注意一些問題，否則會產生原則性錯誤。例如當工作狀態(壓力，溫度)發生變化時濕氣體的濕度會發生變化，甚至發生相變，冷凝出液滴，這時再采用質量守恒定律進行換算就將產生錯誤。
應該指出，全部濕氣體皆是以濕氣體干部分的標準狀態下體積流量作為滿標度流量的，目前標準狀態的規定在國內外并不一致，雖然壓力皆為101.325kPa，而溫度卻有多種(0℃ , 20℃ , 15℃等)，這三種標準狀態差異達7%, 4.5%, 1.7%,如果再考慮濕度變化的影響，差別就更大了。對于貿易結算人工煤氣計量，它成為困擾供需雙方的一個重要問題，如何達到計量量值的科學、合理、公正一直是流量測量工作者的不懈追求。
1濕氣體流量換算公式中參數的意義
(1)標準狀態下體積流量qvn的定義式如下
由于 ρb為僅與氣體組分有關的參數，當組分恒定時，qvn與qm是等價的，因此標準狀態下體積流量，qvn可稱為體積化的質量流量或仿質量流量。對于濕氣體，qvn是指其干部分的滿標度流量，這點應特別注意。
(2)絕對濕度f和f'
絕對濕度是指每一立方米濕氣體中所含水蒸氣的質量，即在濕氣體的溫度T和水蒸汽的分壓力Pv下水蒸汽的密度 ρv。
(3)相對濕度 φ
相對濕度 φ為濕氣體中實際所包含的水蒸汽量和同溫度下最大可能包含的水蒸汽量的比值。
絕對濕度只能說明濕氣體中實際所包含水蒸汽的量，而相對濕度卻能說明濕氣體吸收水蒸汽的能力及其潮濕程度。
2濕氣體流量換算公式
(1)濕氣體流量。
(2)脈沖頻率式(渦街、渦輪)流量計。
3待探討的問題
(1)人工煤氣密度的確定對測量準確度有重大的影響，對于節流式差壓流量計由流量計算式可見密度與差壓處于同等重要地位，密度值測不準，則即使差壓測量為高精度，測量結果不會是高精度的，由于煤氣的密度涉及其濕度如何確定使問題變得很復雜。人工煤氣在凈化過程中都經過洗滌，煤氣中所含水蒸氣呈飽和狀態，即相對濕度為100 %，但是煤氣在增壓及輸配過程中，由于壓力、溫度的變化有時呈不飽和狀態，不但各煤氣廠情況不同，即使在同一煤氣廠由于環境氣溫的變化，煤氣中濕度的飽和情況都不一樣，標準規定一般濕度按相對濕度為100%計算，其余情況只能按各計量點當時條件而定，如何能合理地確定是一個需深人探討的問題。
(2)由于標準狀態(包括p, T, φ)規定的不一致，計量的流量值產生較大的差異，如何用單價來加以區分，以求得供需雙方得到平衡是一項必須考慮的問題。
(3)冶金企業的混合煤氣系統一般由高爐煤氣、焦爐煤氣和轉爐煤氣等多組分混合而成，它是冶金企業中應用極為普遍的能源供應系統，目前國內采用的流量計皆為節流式差壓流量計，對于這種多組分時變煤氣系統采用壓力、溫度補償方法已行不通，采用間接式質量流量計，例如由二種不同工作原理組成的流量計(動能 ρ.qv2檢測件與體積流量計qv的組合方式)可以測得質量流量，但是由于高爐煤氣與焦爐煤氣的單位質量的發熱量差別很大，較合理的測量應為能量計量，如何設計一套實用的多組分時變煤氣能量計量系統應為當務之急。
摘自：中國計量測控網
