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气体流量计的分类及计算公式

时间:2015-03-23 浏览次数:1000

 为了满足各种测量的需要,几百年来人们根据不同的测量原理,研究开发制造出了数十种不同类型的气体流量计算公式。大致分为容积式、速度式、差压式、面积式、质量式等。各种类型的流量计量原理、结构不同既有独到之处又存在局限性。为达到较好的测量效果。需要针对不同的测量领域,不同的测量介质、不同的工作范围。选择不同种类、不同型号的流量计。工业气体流量计量中常用的有以下几种 
(1)差压式流量计 
差压式流量计是以伯努利方程和流体连续性方程为依据,根据节流原理。
当流体流经节流件时(如标准孔板、标准喷嘴、长径喷嘴、经典文丘利嘴、文丘利喷嘴等)。
在其前后产生压差,此差压值与该流量的平方成正比。在差压式流量计中,因标准孔板节流装置差压流量计结构简单、制造成本低、研究zui充分、已标准化而得到zui广泛的应用。孔板流量计理论流量计算公式为:
式中,qf为工况下的体积流量。
m3/s;c为流出系数,无量钢;β=d/D,无量钢;d为工况下孔板内径,mm;D为工况下上游管道内径。
mm;ε为可膨胀系数,无量钢;Δp为孔板前后的差压值,Pa;ρ1为工况下流体的密度,kg/m3。 
对于天然气而言,在标准状态下天然气积流量的实用计算公式为: 
式中,qn为标准状态下天然气体积流量。
m3/s;As为秒计量系数,视采用计量单位而定,此式As=3.1794×10-6;c为流出系数;E为渐近速度系数;d为工况下孔板内径,mm;FG为相对密度系数。
ε为可膨胀系数;FZ为超压缩因子;FT为流动湿度系数;p1为孔板上游侧取压孔气流静压。
MPa;Δp为气流流经孔板时产生的差压,Pa。 
差压式流量计一般由节流装置(节流件、测量管、直管段、流动调整器、取压管路)和差压计组成,对工况变化、准确度要求高的场合则需配置压力计(传感器或变送器)、温度计(传感器或变送器)流量计算机,组分不稳定时还需要配置在线密度计(或色谱仪)等。 
(2)速度式流量计 
速度式流量计是以直接测量封闭管道中满管流动速度为原理的一类流量计。工业应用中主要有: 
 
(3)容积式流量计 
在容积式流量计的内部,有一构成固定的大空间和一组将该空间分割成若干个已知容积的小空间的旋转体,如腰轮、皮膜、转筒、刮板、椭圆齿轮、活塞、螺杆等。旋转体在流体压差的作用下连续转动,不断地将流体从已知容积的小空间中排出。根据一定时间内旋转体转动的次数,即可求出流体流过的体积量。容积式流量计的理论流量计算公式: 
式中,qf为工况下的体积流量,m3/s;n为旋转体的流速。
周/s;V为旋转体每转一周所排流体的体积。
m3/周。 
气体流量计算公式在标准状态下。
容积式流量计的体积流量计算公式与速度流量计相同。 气体流量计属机械式仪表,一般由测量体和积算器组成,对温度和压力变化的场合则需配置压力计(传感器或变送器)、温度计(传感器或变送器)、流量积算仪(温压补偿)或流量计算机(温压及压缩因子补偿)。

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