液體流量計的基本原理

 

　　總的說來，液體流量計的工作基于如下事實：如果流體流經(jīng)一個收縮（節(jié)流）件時，流體將被加速。這種流體的加速將使它的動能增加，而同時按照能量守恒定律，在流體被加速處它的靜壓力一定會降低一個相對應的值。能量守恒定律告訴我們：在一個封閉的系統(tǒng)中，流體的總能量是一個常數(shù)。為進一步進行定量分析。

 

　　在橫截面1處，流體的平均流速是V1，其密度是ρ1，管道在橫截面1處的橫截面積是A1；當流體流過橫截面2時，相應的平均流速是V2，密度是ρ2，橫截面積是A2，根據(jù)流體流動連續(xù)性原理有如下關系式：V1·A1·ρ1=V2·A2·ρ2………………（1）

 

　　如果流體是液體，可認為在收縮前、后其密度不變，即

 

　　ρ1＝ρ2＝ρ

 

　　所以液體的體積流量：qV＝V1·A1＝V2·A2…………………（2）

 

　　根據(jù)別努利方程（能量守恒定律），在水平管道上Z1＝Z2，則有如下關系式中：

 

　　——被測介質(zhì)的可膨脹性系數(shù)，對于液體=1；對氣體、蒸氣等可壓縮流體＜1；

 

　　qv——流體的體積流量，[m3/s]；（工況下流體的體積流量）；

 

　　qm——流體的質(zhì)量流量，[㎏/S]；

 

　　d——工作狀況下節(jié)流件的等效開孔直徑，[m]（對于孔板是孔徑，對于文丘得管是喉徑，對于VNZ流量計是等效開孔直徑）；

 

　　△P—差壓，△P=P1-P2；[Pa]；

 

　　ρ1——工作狀況下，節(jié)流件（前）上游處流體的密度，[㎏/m3]；

 

　　C——流出系數(shù)，[—]無量綱；

 

　　β——直徑比[—]無量綱。β=d／D。

 

　　如果要求有高準確度的測量結(jié)果，如要求不確定度是±0.5%的流量值，那么就需要在規(guī)定的流量范圍和相對應的雷諾數(shù)范圍內(nèi)進行校準，即標定出C值。如果±1%到2%的精度是可以接受的，那么對于孔板、噴嘴和文丘利管等標準節(jié)流裝置可以根據(jù)國標標準ISO-5167（2003）或我國國家標準來確定C（流出系數(shù)值）。

 

　　當液體流量計要求有高精度（約±0.5%）的流量測量結(jié)果時，對每一個VNZ流量計都需進行單獨校準。通常是在制造廠的標準裝置上或在可溯源至國家基準的獨立實驗室中進行校準C系數(shù)的工作。當雷諾數(shù)Red等于或大于8000時，VNZ流量計的重復性為0.1%.