温压补偿对压缩空气流量计量的影响分析
摘要
压缩空气是工业工程领域使用的最常见的一种能源气体，虽然价格低廉，但是用量大、用途广。在节能减排的当今时代，如何节省成本，增加效益，必须事无巨细。随着压缩空气的空气压缩机的设计、制造水平的提高，压缩空气的质量也提高了，换言之就是压缩空气的制造成本提高了。如何保证压缩空气计量的准确可靠是节能减排的一个重点。
关键词
温度 压力 密度 相对误差 差压
温度变化对压缩空气的影响分析
经过测量观测，在压力不变的情况下，温度变化，测量数据如下：
P | t | △P | Q | 设计状态下的标准温度，标准压力，标准流量测量计算如左所示。 | |
0.805 | 20 | 0.0 | 0.00 | ||
1000.0 | 6000.00 | ||||
2000.0 | 8485.32 | ||||
3000.0 | 10392.36 | ||||
4000.0 | 12000.00 | ||||
温度变化，压力不变得到的测量数据 | |||||
P | t | △P | Q |
| 测量点相对误差 |
0.805 | 38 | 0.0 | 0 | 0 | / |
1004.1 | 5855.00 | -145.00 | -2.417% | ||
2006.5 | 8275.00 | -210.32 | -2.479% | ||
3008.3 | 10134.00 | -258.36 | -2.486% | ||
4010.2 | 11698.00 | -302.00 | -2.517% | ||
| -2.50% | ||||
P | t | △P | Q |
|
|
0.805 | 0 | 0.0 | 0 | 0 | / |
1004.1 | 6246.00 | 246.00 | 4.100% | ||
2005.8 | 8829.00 | 343.68 | 4.050% | ||
3007.8 | 10813.00 | 420.64 | 4.048% | ||
4010.2 | 12486.00 | 486.00 | 4.050% | ||
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|
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| 4.10% |
表一
表一分析：
（1） 温度为38度时，最小相对误差为-2.417%，最大相对误差为-2.517%，平均相对误差-2.50%；
（2） 温度为0度时，最小相对误差为4.048%，最大相对误差为4.100%，平均相对误差4.062%；
（3） 结论：
当压力不变时，温度偏离设计温度20度为正偏差时，计量结果偏小；当压力不变时，当温度偏离设计温度20度为负偏差时，计量结果偏大；正偏差时的相对误差计量结果与负偏差的计量结果相比较，差别较小。
3、压力变化对压缩空气的影响分析
经过测量观测，在温度不变的情况下，压力变化，测量数据如下：
P | t | △P | Q | 设计状态下的标准温度，标准压力，标准流量测量计算如左所示。 | |
0.800 | 20 | 0.0 | 0.00 | ||
1000.0 | 6000.00 | ||||
2000.0 | 8485.32 | ||||
3000.0 | 10392.36 | ||||
4000.0 | 12000.00 | ||||
压力变化，温度不变得到的测量数据 | |||||
P | t | △P | Q |
| 测量点相对误差 |
0.966 | 20 | 0.0 | 0 | 0 | / |
1003.6 | 6635.00 | 635.00 | 10.583% | ||
2004.8 | 9379.00 | 893.68 | 10.532% | ||
3006.5 | 11483.00 | 1090.64 | 10.495% | ||
4007.8 | 13258.00 | 1258.00 | 10.483% | ||
| 10.50% | ||||
P | t | △P | Q |
|
|
0.597 | 20 | 0.0 | 0 | 0 | / |
1003.6 | 5290.00 | -710.00 | -11.833% | ||
2005.3 | 7478.00 | -1007.32 | -11.871% | ||
3007.0 | 9158.00 | -1234.36 | -11.878% | ||
4009.0 | 10573.00 | -1427.00 | -11.892% | ||
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| -11.900% |
表二
表二分析：
（4） 温度为0.966MPa时，最小相对误差为10.483%，最大相对误差为10.582%，平均相对误差10.50%；
（5） 温度为0.597MPa时，最小相对误差为-11.871%，最大相对误差为-11.892%，平均相对误差11.8685%；
（6） 结论：
当温度不变时，压力偏离设计压力0.8MPa为正偏差时，计量结果偏小；当温度不变时，当压力偏离设计压力0.8MPa为负偏差时，计量结果偏大；正偏差时的相对误差计量结果与负偏差的计量结果相比较，差别非常大。
3、压缩空气中含水对计量的影响
压缩空气的含水对于压缩空气的计量应非常大，分析如下：
1mm水柱产生的压力约为9.8Pa，只需要存在10mm水柱的差压，就会产生约为0.1KPa的压力，而这个差压值在不同的系统中换算成流量值，是不能被忽视的（具体数据不再叙述）。所以解决压缩空气中的含水问题至关重要。分析办法如下：
（1）车间可以再压缩空气进入车间前，加入压缩空气干燥设备，极大的缩小水份的含量，提高计量精度。优缺点：此种方法可行性较高，但是一次性投入较大。
（2）可以在节流器具的正、负边取压管处加冷凝罐，然后再罐中注入水，只要能保证罐内页面的平衡，就能保证差压的准确性，完全排除了压缩空气中含水的影响。优缺点：安装成本低，但是由于压缩空气测量回路多，工作量大，无法精确的保证罐内液面的平衡和罐内是否一直有水。
结论
经过分析，压缩空气计量的影响主要来自差压值的准确测量，就必须去除其中的含水或者说极大的减少含水量；其次是确保每一个回路必须有压力补偿，因为经过分析，压力的变化时影响相对误差很大变化的一个重要因素；最后在特殊场合，可以适当的在系统中加入温度补偿信号，更精确的确保压缩空气计量的准确性。
