蒸汽(氣體)流量計算(suàn)公式

爲了(le)滿足各種測量的(de)需要，幾百年來(lái)人(rén)們根據不同的(de)測量原理(lǐ)，研究開發制造出了(le)數十種不同類型的(de)氣體流量計算(suàn)公式。大(dà)緻分(fēn)爲容積式、速度式、差壓式、面積式、質量式等。各種類型的(de)流量計量原理(lǐ)、結構不同既有獨到之處又存在局限性。爲達到較好的(de)測量效果。需要針對(duì)不同的(de)測量領域，不同的(de)測量介質、不同的(de)工作範圍。選擇不同種類、不同型号的(de)流量計。工業氣體流量計量中常用(yòng)的(de)幾種
（1）差壓式流量計
差壓式流量計是以伯努利方程和(hé)流體連續性方程爲依據，根據節流原理(lǐ)。
       當流體流經節流件時(shí)（如标準孔闆、标準噴嘴、長(cháng)徑噴嘴、經典文丘利嘴、文丘利噴嘴等）。
       在其前後産生壓差，此差壓值與該流量的(de)平方成正比。在差壓式流量計中，因标準孔闆節流裝置差壓流量計結構簡單、制造成本低、研究最充分(fēn)、已标準化(huà)而得(de)到最廣泛的(de)應用(yòng)。孔闆流量計理(lǐ)論流量計算(suàn)公式爲：

式中，qf爲工況下(xià)的(de)體積流量。
       m3/s；c爲流出系數，無量鋼；β=d/D，無量鋼；d爲工況下(xià)孔闆内徑，mm；D爲工況下(xià)上遊管道内徑。
       mm；ε爲可(kě)膨脹系數，無量鋼；Δp爲孔闆前後的(de)差壓值，Pa；ρ1爲工況下(xià)流體的(de)密度，kg/m3。
對(duì)于天然氣而言，在标準狀态下(xià)天然氣積流量的(de)實用(yòng)計算(suàn)公式爲：
式中，qn爲标準狀态下(xià)天然氣體積流量。
       m3/s；As爲秒計量系數，視采用(yòng)計量單位而定，此式As=3.1794×10-6；c爲流出系數；E爲漸近速度系數；d爲工況下(xià)孔闆内徑，mm；FG爲相對(duì)密度系數。
       ε爲可(kě)膨脹系數；FZ爲超壓縮因子；FT爲流動濕度系數；p1爲孔闆上遊側取壓孔氣流絕對(duì)靜壓。
       MPa；Δp爲氣流流經孔闆時(shí)産生的(de)差壓，Pa。
差壓式流量計一般由節流裝置（節流件、測量管、直管段、流動調整器、取壓管路）和(hé)差壓計組成，對(duì)工況變化(huà)、準确度要求高(gāo)的(de)場(chǎng)合則需配置壓力計（傳感器或變送器）、溫度計（傳感器或變送器）流量計算(suàn)機，組分(fēn)不穩定時(shí)還(hái)需要配置在線密度計（或色譜儀）等。
（2）速度式流量計
速度式流量計是以直接測量封閉管道中滿管流動速度爲原理(lǐ)的(de)一類流量計。工業應用(yòng)中主要有：
① 渦輪流量計：當流體流經渦輪流量傳感器時(shí)。
       在流體推力作用(yòng)下(xià)渦輪受力旋轉。
       其轉速與管道平均流速成正比，渦輪轉動周期地改變磁電轉換器的(de)磁阻值，檢測線圈中的(de)磁通(tōng)随之發生周期性變化(huà)，産生周期性的(de)電脈沖信号。在一定的(de)流量（雷諾數）範圍内。
       該電脈沖信号與流經渦輪流量傳感器處流體的(de)體積流量成正比。 渦輪流量計的(de)理(lǐ)論流量方程爲：
式中n爲渦輪轉速；qv爲體積流量；A爲流體物(wù)性（密度、粘度等）。
       渦輪結構參數（渦輪傾角、渦輪直徑、流道截面積等）有關的(de)參數；B爲與渦輪頂隙、流體流速分(fēn)布有關的(de)系數；C爲與摩擦力矩有關的(de)系數。
② 渦街(jiē)流量計：在流體中安放非流線型旋渦發生體，流體在旋渦發生體兩側交替地分(fēn)離釋放出兩列規則的(de)交替排列的(de)旋渦渦街(jiē)。在一定的(de)流量（雷諾數）範圍内，旋渦的(de)分(fēn)離頻(pín)率與流經渦街(jiē)流量傳感器處流體的(de)體積流量成正比。 渦街(jiē)流量計的(de)理(lǐ)論流量方程爲：
式中。
       qf爲工況下(xià)的(de)體積流量。
       m3/s；D爲表體通(tōng)徑，mm；M爲旋渦發生體兩側弓形面積與管道橫截面積之比；d爲旋渦發生體迎流面寬度，mm；f爲旋渦的(de)發生頻(pín)率，Hz；Sr爲斯特勞哈爾數，無量綱。
③ 旋進渦輪流量計：當流體通(tōng)過螺旋形導流葉片組成的(de)起旋器後，流體被強迫圍繞中心線強烈地旋轉形成旋渦輪，通(tōng)過擴大(dà)管時(shí)旋渦中心沿一錐形螺旋形進動。在一定的(de)流量（雷諾數）範圍内，旋渦流的(de)進動頻(pín)率與流經旋進渦流量傳感器處流體的(de)體積流量成正比。旋進旋渦流量計的(de)理(lǐ)論流量方程爲：
式中，qf爲工況下(xià)的(de)體積流量，m3/s；f爲旋渦頻(pín)率，Hz；K爲流量計儀表系數，P/m3(p爲脈沖數)。
④ 時(shí)差式超聲波流量計：當超聲波穿過流動的(de)流體時(shí)。
       在同一傳播距離内，其沿順流方向和(hé)沿逆流方向的(de)傳播速度則不同。在較寬的(de)流量（雷諾數）範圍内，該時(shí)差與被測流體在管道中的(de)體積流量（平均流速）成正比。超聲波流量計的(de)流量方程式爲：
式中，qf爲工況下(xià)的(de)體積流量，m3/s；V爲流體通(tōng)過超聲換能器皿1、2之間傳播途徑上的(de)聲道長(cháng)度，m；L爲超聲波在換能器1、2之間傳播途徑上的(de)聲道長(cháng)度，m；X爲傳播途徑上的(de)軸向分(fēn)量，m；t1爲超聲波順流傳播的(de)時(shí)間，s；t2爲超聲波逆流傳播的(de)時(shí)間，s。
速度式氣體流量計一般由流量傳感器和(hé)顯示儀組成，對(duì)溫度和(hé)壓力變化(huà)的(de)場(chǎng)合則需配置壓力計（傳感器或變送器）、溫度計（傳感器或變送器）、流量積算(suàn)儀（溫壓補償）或流量計算(suàn)機（溫壓及壓縮因子補償）；對(duì)準确度要求更高(gāo)的(de)場(chǎng)合（如貿易天然氣），則另配置在線色譜儀連續分(fēn)析混合氣體的(de)組分(fēn)或物(wù)性值計算(suàn)壓縮因子、密度、發熱(rè)量等。
（3）容積式流量計
在容積式流量計的(de)内部，有一構成固定的(de)大(dà)空間和(hé)一組将該空間分(fēn)割成若幹個(gè)已知容積的(de)小空間的(de)旋轉體，如腰輪、皮膜、轉筒、刮闆、橢圓齒輪、活塞、螺杆等。旋轉體在流體壓差的(de)作用(yòng)下(xià)連續轉動，不斷地将流體從已知容積的(de)小空間中排出。根據一定時(shí)間内旋轉體轉動的(de)次數，即可(kě)求出流體流過的(de)體積量。容積式流量計的(de)理(lǐ)論流量計算(suàn)公式：
式中，qf爲工況下(xià)的(de)體積流量，m3/s；n爲旋轉體的(de)流速。
       周/s；V爲旋轉體每轉一周所排流體的(de)體積。
       m3/周。
氣體流量計算(suàn)公式在标準狀态下(xià)。
       容積式流量計的(de)體積流量計算(suàn)公式與速度流量計相同。 氣體流量計屬機械式儀表，一般由測量體和(hé)積算(suàn)器組成，對(duì)溫度和(hé)壓力變化(huà)的(de)場(chǎng)合則需配置壓力計（傳感器或變送器）、溫度計（傳感器或變送器）、流量積算(suàn)儀（溫壓補償）或流量計算(suàn)機（溫壓及壓縮因子補償）。

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