气体体积流量测量的温度压力补偿公式及相对误差计算

流量计示值修正（补偿）公式
我公司能源计量的流量计示值单位规定为20℃，101.325kPa 标准状态的流量，如设计选型使用了不同流量计示值单位，则根据设计的流量单位（质量流量kg/h 、0℃，101.325kPa 及20℃，101.325kPa 标准状态或工作状态）选用对应的温度、压力修正（补偿）公式；不同测量原理的流量计，应根据其流量计流量方程（公式）选用对应的温度、压力修正（补偿）公式。

1. 气体流量测量的温度、压力修正（补偿）公式：
1.1 差压式流量计的温度、压力修正（补偿）实用公式：
一般气体体积流量（标准状态20℃，101.325kPa ），根据差压式流量计流量方程，可得干气体在标准状态（20℃，101.325kPa ）的积流流量:
）（）（）（）（15.273T 325.101p 15.273T 325.101p q q vN
vN +'⋅++⋅+'=' （1）
式中： q'vN ——标准状态下气体实际体积流量；
q vN ——标准状态下气体设计体积流量；
p' ——气体实际压力，kPa ；
p ——气体设计压力，kPa ；
T'——气体实际温度，℃；
T ——气体设计温度，20℃。

1.2 一般气体质量流量的温度、压力修正（补偿）公式：
T p T
p q q m m ''=' （2）
式中：
q'vN ——标准状态下气体实际体积流量；
q vN ——标准状态下气体设计体积流量；
p' ——气体实际压力，绝对压力；
p ——气体设计压力，绝对压力；
T'——气体实际温度，绝对温度；
T ——气体设计温度，绝对温度。

1.3 蒸汽的温度、压力修正（补偿）公式：
根据差压式流量计流量方程，可得蒸汽的质量流量:
ρρ'
='m m q q （3）
式中：
q'm ——蒸汽实际质量流量；
q m ——蒸汽设计质量流量；
ρ' ——蒸汽实测时密度；
ρ ——蒸汽设计时密度；
依据水和水蒸汽热力性质IAPWS-IF97公式其密度计算模型，工业常用范围内水蒸汽的密度为：
)(1000
10
ππγγνρ+==RT
π
γπ1
0= i i J 1I i 43
1i i 50I n ）
（.-=-=∑τπγπ
T 540=τ
1MPa p =π
式中:， ρ 为水蒸汽密度；P 为压力, MPa ；v 为比体积，m 3/ kg ；T 为温度， K ；R 为水物质气体常数， 0. 461526kJ ∙kg -1 ∙K -1；n i 、I i 、J i 为公式系数见“表1”。

利用IAPWS-IF97计算的水和水蒸汽单相区( 1-3区) 比容的不确定性在±0. 05%左右。

应用上述公式只需安装有温度、压力变送器, 不需要判断是饱和蒸汽还是过热蒸汽就可以准确测量。

对于确定是饱和蒸汽的场合,只需要测温或测压, 利用IAPWS-97公式第4区中给出的方程组计算出饱和压力或饱和温度, 再代入上述公式中, 也可准确计算饱蒸汽密度。

表1：
公式的指数和系数数值
2. 涡街流量计、旋进旋涡流量计和涡轮流量计的温度、压力修正（补偿）公式
一般气体体积流量（标准状态20℃，101.325kPa ），根据差压式流量计流量方程，可得干气体在标准状态（20℃，101.325kPa ）的积流流量:
）
（）（）（）（15.273T 325.101p 15.273T 325.101p q q vN vN +'⋅++⋅+'='• （4）
式中：
q'vN ——标准状态下气体实际体积流量；
q vN ——标准状态下气体设计体积流量；
p' ——气体实际压力，kPa ；
p ——气体设计压力，kPa ；
T'——气体实际温度，℃；
T ——气体设计温度，20℃。

技术科整理
2012年5月4日。