熱量表的熱量計(jì)量原理及計(jì)算
③分段式k系數(shù)法 式中:k是熱交換系數(shù),當(dāng)壓力一定時(shí),它隨溫度而變化,將其按回水溫度進(jìn)行分類[4]:
θrθ1,k=k1;θ1θrθ2,k=k2;θr>θ2,k=k3
該方法將熱交換系數(shù)量化為三個(gè)分段常數(shù),在一定程度上對(duì)其進(jìn)行了溫度修正.式中三個(gè)關(guān)鍵常數(shù)憑經(jīng)驗(yàn)來確定,而且溫度區(qū)間劃分較粗,溫度適應(yīng)性依然較差.因此,分段式k系數(shù)法僅適用于對(duì)熱量計(jì)量的精度要求不高,溫度變化也較小的情況.
以上無論是焓差法抑或分段式k系數(shù)法都可以達(dá)到一定的精度,但是其計(jì)量方法和計(jì)量精度均達(dá)不到OIML-R75國際規(guī)程和EN1434歐洲標(biāo)準(zhǔn)等國際標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
④k系數(shù)償法
k系數(shù)補(bǔ)償法實(shí)現(xiàn)了熱指數(shù)的在線溫度和壓力補(bǔ)償,大幅度提高了熱量計(jì)量的精度。OIML-R75國際規(guī)程和EN1434歐洲標(biāo)準(zhǔn)都對(duì)熱系數(shù)k如何計(jì)算有明確的說明[1]。
在載熱介質(zhì)一定的熱交換回路中,熱系數(shù)是壓力、溫度的函數(shù),可以按下式計(jì)算: 式中:q(θi)為入口溫度或出口溫度下載熱流體的流量:θf,θr為入口溫度,出口溫度;Cp(θ)為簡(jiǎn)化計(jì)算,引入如下參數(shù): 式中:u=θ/θc1,為比溫度;=p/pc1,為比壓力;(u,)為比自由焓,即吉布斯函數(shù)(Gibbs function);θc1=647. 3K,pc1=22120000J/m3,表示載熱介質(zhì)為水時(shí)選取的參考溫度、參考?jí)毫?、參考容積[5]。由式(6)、式(7),并引入相應(yīng)的比參數(shù),熱系數(shù)為 或 式中:q(θi)/qc1=[/]ui;i=r or f。
比自由焓(u,)的函數(shù)關(guān)系式如下: 其中, 均為常系數(shù),取值參見文獻(xiàn)[5]。根據(jù)吉布斯函數(shù)[見式(11)],以及(9)和式(10)即可得到不同溫度、壓力下的熱系數(shù)。例如,已知壓力為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,入口溫度70℃、出口溫度65℃,流量計(jì)安裝在回水管時(shí)對(duì)應(yīng)的熱系數(shù),具體計(jì)算如下:
比溫度 u===0.5224;
比壓力 =P/Pc2=101325/22120000=0. 00458
代入以上公式解得
k=1. 141117kW · h · (m3 ·℃)-1
圖2給出了在流量計(jì)安裝在回水管,壓力為0.6MPa,溫差為10~40℃時(shí),熱系數(shù)與入水溫度的關(guān)系曲線。由圖2可以看出,在工作壓力和溫差保持不變的情況下,入口溫度越高,熱系數(shù)越低;入口溫度保持不變時(shí),溫差越大,熱系數(shù)越大。
圖2壓力為0.6KPa時(shí),熱系數(shù)k隨進(jìn)、出口溫度變化曲線
評(píng)論