壓力及流量計(jì)算公式-在線(xiàn)瀏覽
2025-07-03 02:25本頁(yè)面
【正文】 式流量計(jì)是以伯努利方程和流體連續(xù)性方程為依據(jù)，根據(jù)節(jié)流原理，當(dāng)流體流經(jīng)節(jié)流件時(shí)（如標(biāo)準(zhǔn)孔板、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴、長(zhǎng)徑噴嘴、經(jīng)典文丘利嘴、文丘利噴嘴等），在其前后產(chǎn)生壓差，此差壓值與該流量的平方成正比。孔板流量計(jì)理論流量計(jì)算公式為：式中，qf為工況下的體積流量，m3/s；c為流出系數(shù)，無(wú)量鋼；β=d/D，無(wú)量鋼；d為工況下孔板內(nèi)徑，mm；D為工況下上游管道內(nèi)徑，mm；ε為可膨脹系數(shù)，無(wú)量鋼；Δp為孔板前后的差壓值，Pa；ρ1為工況下流體的密度，kg/m3。差壓式流量計(jì)一般由節(jié)流裝置（節(jié)流件、測(cè)量管、直管段、流動(dòng)調(diào)整器、取壓管路）和差壓計(jì)組成，對(duì)工況變化、準(zhǔn)確度要求高的場(chǎng)合則需配置壓力計(jì)（傳感器或變送器）、溫度計(jì)（傳感器或變送器）流量計(jì)算機(jī)，組分不穩(wěn)定時(shí)還需要配置在線(xiàn)密度計(jì)（或色譜儀）等。工業(yè)應(yīng)用中主要有：① 渦輪流量計(jì)：當(dāng)流體流經(jīng)渦輪流量傳感器時(shí)，在流體推力作用下渦輪受力旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速與管道平均流速成正比，渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)周期地改變磁電轉(zhuǎn)換器的磁阻值，檢測(cè)線(xiàn)圈中的磁通隨之發(fā)生周期性變化，產(chǎn)生周期性的電脈沖信號(hào)。渦輪流量計(jì)的理論流量方程為：式中n為渦輪轉(zhuǎn)速；qv為體積流量；A為流體物性（密度、粘度等），渦輪結(jié)構(gòu)參數(shù)（渦輪傾角、渦輪直徑、流道截面積等）有關(guān)的參數(shù)；B為與渦輪頂隙、流體流速分布有關(guān)的系數(shù)；C為與摩擦力矩有關(guān)的系數(shù)。在一定的流量（雷諾數(shù)）范圍內(nèi)，旋渦的分離頻率與流經(jīng)渦街流量傳感器處流體的體積流量成正比。③ 旋進(jìn)渦輪流量計(jì)：當(dāng)流體通過(guò)螺旋形導(dǎo)流葉片組成的起旋器后，流體被強(qiáng)迫圍繞中心線(xiàn)強(qiáng)烈地旋轉(zhuǎn)形成旋渦輪，通過(guò)擴(kuò)大管時(shí)旋渦中心沿一錐形螺旋形進(jìn)動(dòng)。旋進(jìn)旋渦流量計(jì)的理論流量方程為：式中，qf為工況下的體積流量，m3/s；f為旋渦頻率，Hz；K為流量計(jì)儀表系數(shù)，P/m3(p為脈沖數(shù))。在較寬的流量（雷諾數(shù)）范圍內(nèi)，該時(shí)差與被測(cè)流體在管道中的體積流量（平均流速）成正比。速度式氣體流量計(jì)一般由流量傳感器和顯示儀組成，對(duì)溫度和壓力變化的場(chǎng)合則需配置壓力計(jì)（傳感器或變送器）、溫度計(jì)（傳感器或變送器）、流量積算儀（溫壓補(bǔ)償）或流量計(jì)算機(jī)（溫壓及壓縮因子補(bǔ)償）；對(duì)準(zhǔn)確度要求更高的場(chǎng)合（如貿(mào)易天然氣），則另配置在線(xiàn)色譜儀連續(xù)分析混合氣體的組分或物性值計(jì)算壓縮因子、密度、發(fā)熱量等。旋轉(zhuǎn)體在流體壓差的作用下連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，不斷地將流體從已知容積的小空間中排出。容積式流量計(jì)的理論流量計(jì)算公式： 式中，qf為工況下的體積流量，m3/s；n為旋轉(zhuǎn)體的流速，周/s；V為旋轉(zhuǎn)體每轉(zhuǎn)一周所排流體的體積，m3/周。 浮子流量計(jì)在中型和小型實(shí)驗(yàn)裝置上使用很廣泛，這是因?yàn)楦∽邮搅髁坑?jì)簡(jiǎn)單、直觀、價(jià)格低廉，適合作一般指示。一般可根據(jù)流體實(shí)際溫度和壓力按式（）進(jìn)行人工換算。qv= qvf ()式中 qv――實(shí)際體積流量，Nm3/h；qvf――儀表示值，m3/h；ρn――被測(cè)氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度，kg/Nm3；ρa(bǔ)n――空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度，kg/Nm3； Tn、Pn――氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的絕對(duì)溫度、絕對(duì)壓力； Tf、Pf――氣體在工作狀態(tài)下的絕對(duì)溫度、絕對(duì)壓力。在化工生產(chǎn)的氧化反應(yīng)過(guò)程中，一般是將空氣送入反應(yīng)器，而真正參與反應(yīng)的僅僅是空氣中的氧，由于空氣中的氮和氧保持恒定比例，所以測(cè)量得到進(jìn)入反應(yīng)器的氮氧混合物流量，也就可以計(jì)算出氧的流量。為了將氧化反應(yīng)控制在理想狀態(tài)，須對(duì)進(jìn)入反應(yīng)器的氮氧混合氣流進(jìn)行精確測(cè)量，也即將進(jìn)入反應(yīng)器的空氣中的水蒸氣予以扣除，得到濕空氣的干部分流量，這是濕氣體中需要測(cè)量干部分流量的一個(gè)典型例子。濕空氣由其干部分和所含的水蒸氣兩部分組成。рn=рgn+рsn ()式中? рn――濕空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（,20℃）的密度，kg/m3；рgn――濕空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下干部分的密度，kg/m3；рsn――濕空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下濕部分的密度，kg/m3；工作狀態(tài)下濕空氣的密度可按式（）計(jì)算。ρsf――濕空氣在工作狀態(tài)下濕部分的密度，kg/m3；ρgf和ρsf分別按式（）和式（）計(jì)算。 ③不同原理流量計(jì)測(cè)量濕空氣干部分流量時(shí)的計(jì)算公式 。這時(shí)，要計(jì)算濕空氣中的干部分，只需在從工作狀態(tài)下的體積流量換算到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（,20℃）下體積流量時(shí)，從總壓中扣除水蒸氣壓力，如式（）所示。s)；Kt——工作狀態(tài)下流量系數(shù)，P/L。模擬輸出的渦街流量計(jì)用來(lái)測(cè)量濕空氣的干部分流量時(shí)，只有工作狀態(tài)（pf、 f、Tf、Zf）與設(shè)計(jì)狀態(tài)（pd、 d、Td、Zd）一致時(shí)，無(wú)需補(bǔ)償就能得到準(zhǔn)確結(jié)果。qv=Aiqmax= ()式中 Ai———渦街流量計(jì)模擬輸出，％；qmax————流量測(cè)量上限，Nm3/h；pd————設(shè)計(jì)狀態(tài)濕空氣絕壓,kPa(Mpa)。將式（）和式（）代入式（）得ρf= () 式中，符號(hào)意義同式（）～式（）。流量計(jì)算公式（1）
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