Tỷ lệ độ độ dày thành d/R =0,2475 Ý nghĩa như “thành dày” Đường kính ngoài đồng hồ = 2*228,6 = 457,2 = Dp
Gần mặt bích – gần nhất = 366/457,2 = 0,8 Dp Z = 0,8 - Xa hơn = (366+267)/457,2 = 1,38 Dp Y = 1
- Giữa đường truyền (366+0,58267)/457,2 =1,09 W = 1
Hệ số hiệu chính dạng thân đồng hồ = (X+Y+Z)/3=2,8/3 = 0,93 Ks
E.11.2. Ước lượng sai số lưu lượng ban đầu:
Sử dụng Hình 5 và 6 của 4.7 để đánh giá ban đầu, các sai số lưu lượng dự kiến ΔQ/Q trong điều kiện hiệu chuẩn động đến điều kiện vận hành tại hiện trường là + 0,13 % với ΔT= 33 oC, và + 0,16 %*0,93 = +0,15 % với ΔP = 167 bar.
Từ Hình 7, với d/R = 0,247 và hệ số hiệu chính đầu cuối KE = 0,89 và điều này cho một ước lượng thấp hơn bằng 13% (ví dụ 0,89*15 %) đối với áp suất.
Điều này đưa ra một ước lượng ban đầu kết hợp đối với sai số lưu lượng từ + 0,26 % đến + 0,28 % (hoặc 0,27 % ± 0,01 %) là đáng kể và vì vậy việc tính toán chi tiết cho sai số này là cần thiết.
E.11.3. Tính toán chi tiết cho các phần tử phổ biến
Các phần tử phổ biến được tính toán chi tiết với bất kỳ ΔP và tỷ lệ E như sau: Chiều dài cổng áp suất theo công thức (E.31)
Các công thức từ (E.12) đến (E.15) cho: Trường hợp không tải:
Và trường hợp có tải:
Chú ý: tỷ lệ giữa có tải và không tải đối với ΔR/R là = 4,35647/4,89585 = 0,89 như có thể nhận được từ
Hình 7.
Trường hợp các công thức thành mỏng từ (E.16) đến (E.19) sẽ đưa ra Trường hợp Không tải:
Và trường hợp Capped ends:
Các kết quả được cho ở đây chỉ có tính chất minh họa vì thực tế tỷ lệ d/R là 0,247. Chú ý tỷ lệ giữa thành dày và thành mỏng ΔR/R = 4,89585/4,04079 = 1,21 cho d/R = 0,247 trường hợp Không tải và
ΔR/R = 4,35647/3,43467 = 1,27 cho trường hợp Có tải. Các giá trị này được sử dụng trong ví dụ tại E.4.
E.11.4. Tính toán chi tiết cho các bước đơn trực tiếp:
Từ ví dụ, chênh lệch nhiệt độ và áp suất giữa điều kiện hiệu chuẩn động và điều kiện vận hành tại hiện trường:
ΔT = 40 - 7= + 33 oC, ΔP = 230 - 63= + 167 bar, Dẫn đến:
ΔP/E = 167*105/2*1011 = 83,5*10-6
ΔLp = 167*105*1,97367*10-9 = 0,03295
1) Ảnh hưởng nhiệt độ thân đồng hồ từ công thức (E.10):
Q1/Q0 = 1+ 3*1,26*10-5*(33,0) = 1,001247
2) Ảnh hưởng áp suất thân đồng hồ từ công thức (E.12) đến (E.15) và công thức (E.42): Trường hợp Không tải:
ΔR/R = 4,89585*83,5*10-6 = 4,08803*10-4
ΔX/X = -1,07876*83,5*10-6 = -0,90076*10-4
Ước lượng áp suất thân đồng hồ ban đầu = 4. ΔR/R = 0,164% Trường hợp Có tải:
ΔR/R = 4,35647*83,5*10-6 = 3,63766*10-4
ΔX/X = 0,71917*83,5*10-6 = -0,60051*10-4
3) Gần mặt bích từ công thức (E.21): Ks = 0,93
4) Ảnh hưởng áp suất thân đồng hồ từ công thức (E.22) đến (E.26): Trường hợp Không tải:
D1/D0 = (1+ 0,93*4,088038*10-4) = 1,000380 D1 = 1,000380*365,5 = 366,6393 X1/X0 = (1-0,90076*10-4) = 0,999910 X1 = 0,999910*267,007 = 266,9830 L1 = {(2)2*366,63932 + 266,98302}0,5 = 780,3701 L1/L0 = 780,3701/780,117 = 1,000324
Q1/Q0 = 1,0003802*1,0003242/0,999910 = 1,001499 Trường hợp Có tải: D1/D0 = (1+ 0,93*3,63766*10-4) = 1,000338 D1 = 1,000338*365,5 = 366,6239 X1/X0 = (1+0,60051*10-4) = 1,0000601 X1 = 1,0000601*267,007 = 267,02304 L1 = (4*366,63932 + 267,023042)0,5 = 780,3548 L1/L0 = 780,3548/780,117 = 1,000305 Q1/Q0 = 1,0003382*1,0003052/1,0000601= 1,001226
5) Các ảnh hưởng cổng từ công thức (E.30), (E.34) và (E.35):
Nhiệt độ Q1,0/Q0 = {1 + 4*230*(1,25-1,5)*10-5*(33)/780,117} = 0,999903 Áp suất Q1,0/Q0 = (1+ 4*0,03295/780,117) = 1,000169
Kết hợp Q1/Q0 = 0,999903*1,000169 = 1,000072
6) Hiệu chính lưu lượng kết hợp toàn phần từ công thức (E.36):
Trường hợp Không tải: Q1,0/Q0 = 1,001247*1,001499*1,000072 = 1,002820 Trường hợp Có tải: Q1,0/Q0 = 1,001247*1,001226*1,000072 = 1,002547
Q1/Q0 = 1,002684 ± 0,000136 = 1,0027 ± 0,0001 Từ công thức (E.37) là:
Q1,0/Q0 = + 0,2820% cho trường hợp Không tải = + 0,2547% cho trường hợp có tải
= +0,2684% ± 0,0136% = + 0,27% ± 0,01%
E.11.5. Tính toán chi tiết ba bước:
Bước 1: Từ hiệu chuẩn tĩnh đến hiệu chuẩn động:ΔT = -13 oC, ΔP = 63 bar = 63*105 N/m2
ΔP/E = 63*105/2*1011 = 31,5*10-6
ΔLp = 63*105*1,97367*10-9 = 0,01243
1) Ảnh hưởng nhiệt độ thân đồng hồ từ công thức(E.10):
Q1/Q0 = 1+ 3*1,26*10-5*(-13.0) = 0,999509
2) Ảnh hưởng áp suất thân đồng hồ từ công thức (E.12) đến (E.15) và công thức (E.42): Trường hợp Không tải:
ΔR/R = 4,89585*31,5*10-6 = 1,54219*10-4
ΔX/X = -1,07876*31,5*10-6 = -0,33981*10-4
Ước lượng áp suất thân đồng hồ ban đầu = 4. ΔR/R= 0,062%
Trường hợp Có tải:
ΔR/R = 4,35647*31,5*10-6 = 1,37229*10-4
ΔX/X = 0,71917*31,5*10-6 = 0,22654*10-4
3) Gần mặt bích từ công thức (E.21): Ks= 0,93
4) Ảnh hưởng áp suất thân đồng hồ kết hợp từ công thức (E.22) đến (E.26): Trường hợp Không tải:
D1/D0 = (1+ 0,93*1,54219*10-4) = 1,000143
D1 = 1,000143*365,5 = 366,5526
X1 = 0,999967*267,007 = 266,9979L1 = {(2)2*366,55262 + 266,99792}0,5 = 780,2122 L1 = {(2)2*366,55262 + 266,99792}0,5 = 780,2122 L1/L0 = 780,2122/780,117 = 1,000122 Q1/Q0 = 1,000142*1,0001222/0,999967 = 1,000557 Trường hợp Có tải: D1/D0 = (1+ 0,93*1,37229*10-4) = 1,000128 D1 = 1,000128*365,5 = 366,5468 X1/X0 = (1+0,22654*10-4) = 1,0000227 X1 = 1,0000227*267,007 = 267,01305 L1 = (4*366,54682 + 267,013052)0,5 = 780,2065 L1/L0 = 780,2065/780,117 = 1,000115 Q1/Q0 = 1,000128*1,000115/1,0000227 = 1,000463
5) Các ảnh hưởng cổng từ công thức (E.30), (E.34) và (E.35):
Nhiệt độ Q1,0/Q0 = {1 + 4*230*(1,25-1,5)*10-5*(-13)/780,117} = 1,000038 Áp suất Q1,0/Q0 = (1+ 4*0,01243/780,117) = 1,000064
Kết hợp Q1/Q0 = 1,000038*1,000064 = 1,000102
6) Hiệu chính lưu lượng kết hợp toàn phần từ công thức (E,36):
Trường hợp Không tải: Q1,0/Q0 = 0,999509*1,000557*1,000102 = 1,000168 Trường hợp Có tải: Q1,0/Q0 = 0,9995097*1,000463*1,000102 = 1,000074 = 1,000121 ± 0,000047
Từ công thức (E.37) là:
Q1,0/Q0 = + 0,0168 % cho trường hợp Không tải = + 0,0074 % cho trường hợp có tải
= + 0,0121 % ± 0,0047 %
Bước 2: Từ hiệu chuẩn tĩnh đến vận hành tại hiện trường:ΔT=+ 20 oC, ΔP = 230 bar
ΔP/E = 230*105/2*1011 = 115*10-6
ΔLp = 230*105*1,97367*10-9 = 0,04539
1) Ảnh hưởng nhiệt độ thân đồng hồ từ công thức (E.10):
Q1/Q0 = 1+ 3*1,26*10-5*(20,0) = 1,000756
2) Ảnh hưởng áp suất thân đồng hồ từ công thức (E.12) đến (E.15) và công thức (E.42): Trường hợp Không tải:
ΔR/R = 4,89585*115*10-6 = 5,63023*10-4
ΔX/X = -1,07876*115*10-6 = -1,24057*10-4
Ước lượng áp suất thân đồng hồ ban đầu = 4. ΔR/R= 4* 5,63023*10-4 = 0,23 % Trường hợp Có tải:
ΔR/R = 4,35647*115*10-6 = 5,00994*10-4
ΔX/X = 0,71917*115*10-6 = 0,82705*10-4
3) Gần mặt bích từ công thức (E.21): Ks = 0,93
4) Ảnh hưởng áp suất thân đồng hồ kết hợp từ công thức (E.22) đến (E.26): Trường hợp Không tải:
D1/D0 = (1+ 0,93*5,63023*10-4) = 1,000524
X1/X0 = (1-1,24057*10-4) = 0,999876 X1 = 0,999876*267,007 = 266,9739 L1 = {(2)2*366,69192 + 266,97392}0,5 = 780,4658 L1/L0 = 780,4658/780,117 = 1,000448 Q1/Q0 = 1,0005242*1,0004482/0,999876 = 1,002070 Trường hợp Có tải: D1/D0 = (1+ 0,93*5,00994*10-4) = 1,000466 D1 = 1,000466*365,5 = 366,6708 X1/X0 = (1+0,82705*10-4) = 1,0000827 X1 = 1,0000827*267,007 = 267,02908 L1 = (4*366,67082 + 267,029082)0,5 = 780,4450 L1/L0 = 780,4450/780,117 = 1,000420 Q1/Q0 = 1,000466*1,000420/1,00000827= 1,001690
5) Các ảnh hưởng cổng từ công thức (E.30), (E.34) và (E.35):
Nhiệt độ Q1,0/Q0 = {1 + 4*230*(1,25-1,5)*10-5*(20)/780,117} = 0,999941 Áp suất Q1,0/Q0 = (1+ 4*0,04539/780,117) = 1,000233
Kết hợp Q1/Q0 = 0,999941*1,000233 = 1,00017
6) Hiệu chính lưu lượng kết hợp toàn phần từ công thức (E.36):
● Trường hợp Không tải: Q1,0/Q0 = 1,000756*1,001690*1,00017 = 1,002998
Trường hợp Có tải: Q1,0/Q0 = 1,000756*1,001690*1,00017 = 1,002618
= 1,002808 ± 0,00019
Từ công thức (E.37), ΔQ/Q là:
Q1,0/Q0 = + 0,2998 % cho trường hợp Không tải = + 0,2618 % cho trường hợp có tải
= + 0,2808 % ± 0,0019 %
Bước 3: Từ hiệu chuẩn động đến hệ số hiệu chính lưu lượng vận hành tại hiện trường:
Hiệu chính lưu lượng toàn phần có được từ công thức (E.6): Trường hợp Không tải
Trường hợp có tải
Vì Q/Q là:
Q2,1/Q1 = + 0,2830 % cho trường hợp Không tải = + 0,2544 % cho trường hợp có tải
= +0,2697 % ± 0,0143 %
Biểu thị độ chính xác theo công thức (4.21) và (4.22) trong 4.7.6:
Q2/Q1 = 1,0027 ± 0,0001
E.12. Quan sát trên các ví dụ tính toán
Lưu ý rằng, vì mục đích của tính chính xác tính toán, thông thường các giá trị riêng lẻ trong quá trình tính toán được biểu diễn dưới dạng một chữ số có sáu chữ số có nghĩa, nhưng giá trị này không phản ánh đúng độ chính xác của phương pháp dự báo. Như được nêu ở 4.7.6, hệ số hiệu chính lưu lượng toàn phần cuối cùng, Q2/Q1 nên được biểu diễn dưới dạng một số có bốn chữ số sau dấu phẩy và giá trị ΔQ/Q được biểu diễn dưới dạng một số có hai chữ số sau dấu phẩy.
Có thể quan sát sai số hiệu chính lưu lượng cuối cùng giữa các điều kiện hiệu chuẩn động và các điều kiện vận hành, độ chênh lệch giữa tính toán bước đơn trực tiếp như ở E.11.4 và cách tiếp cận ba bước phức tạp hơn như ở E.11.5 là không đáng kể. Như đã nêu ở E.1, cách tiếp cận ba bước vẫn hữu dụng khi dùng để so sánh với các kết quả trung gian và các kích thước cụ thể lấy từ mô hình FE. Cũng cần lưu ý là việc ước lượng sai số lưu lượng ban đầu ở E.11.2 sử dụng để tiếp cận đơn giản như chỉ ra ở 4.7 là như nhau với kết quả tính toán chi tiết hơn ở E.11.4 hoặc E.11.5. Ví dụ trên được chọn có lẽ là phù hợp nhất bởi nó đưa ra một vài chênh lệch nhỏ.
Các bước tính toán trung gian là hữu dụng để đo các kích thước ở mức độ tương đối, và do đó các ảnh hưởng quan trọng đến việc hiệu chính lưu lượng là:
● Ước lượng áp suất thân đồng hồ ban đầu - Các ước lượng ban đầu ảnh hưởng áp suất là 0,062 % và 0,23 % cho hai trường hợp được đánh giá và được so sánh với các giá trị 0,056 % và 0,21 % từ các tính toán chi tiết ở bước 4 của mỗi trường hợp. Cả hai trường hợp, như dự báo, ước lượng sơ bộ cho giá trị cao hơn các tính toán chi tiết.
● Các điều kiện tải cuối của đồng hồ – Sự thay đổi của tải cuối chỉ ảnh hưởng đến sự thay đổi của kích thước thân đồng hồ do ảnh hưởng của áp suất. Áp dụng các điều kiện Không tải và có tải cung cấp độ nhạy của việc hiệu chính cho các điều kiện tải cuối. Đối với hai trường hợp được quan sát, sự biến thiên giữa các trường hợp Không tải và có tải chỉ từ 0,05 % đến 0,06 % cho trường hợp 1 và 0,17 % đến 0,21 % cho trường hợp 2. Điều này chỉ ra rằng các điều kiện tải cuối là yếu tố quan trọng thứ 2.
● Ảnh hưởng áp suất thân đồng hồ – đối với hai trường hợp được xem xét, các ảnh hưởng áp suất thân đồng hồ nằm trong khoảng 0,05 % cho trường hợp 1 (- 63 bar) và 0,2 % cho trường hợp 2 (230 bar). Trong vùng ảnh hưởng tỷ lệ (D1/D0)2 là 0,027 % và 0,09 % tương ứng cho từng trường hợp, do vậy vùng ảnh hưởng chỉ tính sơ bộ bằng một nửa của giá trị hiệu chỉnh lưu lượng.
● Ảnh hưởng nhiệt độ thân đồng hồ – đối với hai trường hợp được xem xét, các ảnh hưởng nhiệt độ thân đồng hồ là – 0,05 % cho trường hợp 1 (-13 oC) và 0,08 % cho trường hợp 2 (+ 20 oC). Điều này chỉ ra rằng các ảnh hưởng của nhiệt độ đóng vai trò quan trọng như các ảnh hưởng áp suất. Lưu ý trường hợp 1, ΔT âm do đó ảnh hưởng của nó loại bỏ một phần các ảnh hưởng áp suất được xét đến trong trường hợp 2, ΔT dương sẽ bổ sung cho ảnh hưởng của áp suất.
● Các ảnh hưởng của cổng: Do cách bố trí của các bộ biến đổi trong cổng, các ảnh hưởng nhiệt độ có thể bị loại bỏ (ví dụ ảnh hưởng tăng cường của cổng bị loại bỏ bởi độ lớn của bộ biến đổi). Ảnh hưởng kết hợp nhiệt độ và áp suất trong trường hợp 1 là 0,01 % và 0,02 % cho trường hợp 2. Điều này chỉ ra rằng các ảnh hưởng của cổng là nhỏ hơn các ảnh hưởng của nhiệt độ của áp suất hoặc nhiệt độ trên thân đồng hồ.
● So sánh với các kết quả mô hình FE: Các điều kiện áp suất, nhiệt độ và các kích thước đồng hồ sử dụng trong các ví dụ trên cơ sở các điều kiện đã được sử dụng trong mô hình FE. Các kết quả của các sai số lưu lượng này từ +0,003 % đến 0,006 % đối với đường truyền xuyên tâm giới hạn đơn cho trường hợp 1 và sai số lưu lượng kết hợp cho sự chênh lệch giữa trường hợp 2 và trường hợp 1 là +0,264 % đến +0,272 %. Sự so sánh các giá trị này từ 0,007% đến 0,017 % cho trường hợp 1 và 0,25 % đến 0,28 % cho trường hợp kết hợp trường hợp 2 và trường hợp 1 được tính toán ở trên tại E.11.5. Chấp nhận nằm trong 0,01 % sai số lưu lượng toàn phần (%).
Sự quan sát này được thực hiện trên các trường hợp cụ thể được đánh giá trong ví dụ cụ thể. Do đó nó có thể được dự kiến sẽ có sự thay đổi giữa tầm quan trọng của các ảnh hưởng khác nhau với các mô hình đo khác nhau và điều kiện vận hành. Tuy nhiên, tầm quan trọng tương đối của các ảnh hưởng cụ thể vẫn còn phù hợp với quan sát được thực hiện từ các ví dụ tính toán.