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    產品資料

    油品溫度密度曲線在油流量計量中的應用

    當前,油品的運輸基本是以管道運輸為主,油品的計量主要依靠質量式流量計或容積式流量計對流動的油品進行動態、連續的計量。各類油流量計的準確計量不僅關系到貿易雙方的經濟利益,也是有效利用能源和節能降耗的有力保證。
    一般來說,質量式流量計在質量法流量標準裝置上復現其質量流量較為合理,容積式流量計用容積式的標準器標定比較合理。但實際上大部分的計量機構或企業的裝置都是單一標準器裝置,在檢定不同原理的流量計時,介質密度的實時、準確測量必不可少。高準在線密度計可以解決密度的實時、準確測量的問題,但由于其高昂的價格,不易普及使用。本文根據通常物質密度與溫度存在的關系,通過實驗測定不同溫度下的柴油介質的密度,運用*小二乘法擬合出柴油介質的溫度 - 密度曲線,找到一種通過測量被檢表處介質溫度實時得到介質密度參與體積流量和質量流量的換算的方法,保證油流量計量的準確可靠。
    *小二乘法擬合溫度 - 密度曲線
    柴油介質密度的測量依據 GB / T 1884—2000
    《原油和液體石油產品密度實驗室測定法( 密度計法) 》。實驗過程為: 用熱水浴將柴油加熱到 48. 0℃ 以上,把溫度計和玻璃密度計浸入其中,然后放入空調室內自然降溫,保持溫度計的感溫泡在玻璃密度計 軀 體 的 中 間,在 密 度 區 間 828. 0kg / m3 ~ 850. 0kg / m3 的范圍內,隨著溫度的逐漸降低,每隔0. 5kg / m3 ( 即每個密度計刻度處) 記錄密度值,并同時讀取記錄溫度計的溫度值。得到 45 組實驗數據
    ( 見表 1) ,并利用 Excel 擬合出溫度 - 密度曲線如圖 1。得到溫度 - 密度曲線方程 y = - 0. 7082x + 860. 49,其中 y 為柴油介質的視密度; x 為柴油介質
    的溫度; R 為相關系數。
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    在線密度計溫度 - 密度曲線的對比
    為了驗證實驗數據的準確性,我們從以往的實驗記錄里提取了 21 組溫度、密度數據。這些數據為 MI- CRO MOTION 在線密度計測得的實驗數據。把兩組溫度- 密度實驗數據擬合成曲線,如圖2。兩組數據的溫度- 密度曲線呈穩定的線性關系。兩條曲線非常接近,說明兩種方法得到的結果具有較好的一致性。
    根據以上實驗數據,應用貝塞爾公式分別計算兩種方法的實驗標準差 s,以分析實驗測得值的分散性。由于得到的擬合曲線是線性的,兩種方法誤差的*大值必定在曲線的兩個端點上。取常用實驗溫度區間 15℃ ~ 35℃ ,兩種方法間的*大測量差值會出現在 15℃ 或 35℃ 的溫度點上,通過計算可得到*大差值 Emax 。結果對比見表 2。
    MOTION 在線密度計的擴展不確定度。因此,這種通過溫度測量來快速得到密度值的方法滿足測量要求。
    3曲線在測量容積式流量計時的應用及分析
    根據 JJG 667—2010《液體容積式流量計》檢定規程用靜態質量法油流量標準裝置測量容積式流量計,以公稱通徑為 25mm 的 0. 5 級的腰輪流量計 為例,用以柴油為實驗介質的靜態質量法油流量標準裝置檢定,根據檢定規程,檢定點一般不少于 5 個,均勻分布,其中包含*小和*大流量點,每個檢定點至少檢定 3 次,檢定時間約為 2. 5 小時,在此過程中柴油介質的溫度會明顯升高,溫升的幅度與環境溫度、儲油罐容積和流速等因素有關。如果裝置沒有合適的密度修正手段,則溫度每升高 1. 0℃ ,示
    值誤差會有約為 0. 1% 的偏差,影響測量結果的準
    確度。溫度 - 密度曲線測定后,可以通過測量被檢流量計處溫度值,快速得到相應的密度值,參與體積質量間的換算。
    為了進一步分析溫度 - 密度曲線法實時確定密度對整套裝置的影響,現對靜態質量法油流量標準裝置在計時器、電子天平和換向器三個主要方面引入的不確定度分量進行分析,結果見表 3。
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    表 3 靜態質量法油流量標準裝置相對則合成不確定度為:
    u = s2 + s2 + s2 + s2 + u2 + u2 + u2 = 0. 01466%
    靜態質量法油流量標準裝置測量體積流量時, 密度修正的不確定度分量為 uρ ,取柴油密度為840. 0kg / m3 ,設溫度 - 密度曲線密度修正不確定度
    分量為 uρ1 ,在線密度計密度修正不確定度分量為
    4結束語
    實驗證明: 在油流量計量過程中,柴油等油介質的溫度隨實驗的進行有逐漸升高的趨勢,溫度變 化引起的密度變化會對裝置的不確定度產生影響。目前高水平的靜態質量法油流量標準裝置基本上 優于 0. 05% 的水平,更應該重視溫度變化對裝置帶來的影響。
    目前,在線密度計實時測量油介質密度具有精度高、可靠性好的特點,可每 1 秒采集一次密度數據,保證實時、連續的密度測量,是高水平裝置的首選。由實驗擬合出的溫度 - 密度曲線更適用于于無密度修正措施的油流量標準裝置,將介質溫度 - 密度關系模型引入到油流量標準裝置的測試軟件中,通過溫度數據的采集,實時轉變成密度值參與計算,對實驗數據進行密度修正。不僅可用于靜態質量法標準裝置測量容積式流量計,也可用于體積管法標準裝置測量速度式、容積式或質量式流量上的應用,實現了實驗介質密度的實時準確計量。

     

    點擊次數:  更新時間:2019-03-28 10:58:46  【打印此頁】  【關閉
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