浅谈液体流量计的基本原理

　　液体流量计的基本原理

 

　　总的说来，液体流量计的工作基于如下事实：如果流体流经一个收缩（节流）件时，流体将被加速。这种流体的加速将使它的动能增加，而同时按照能量守恒定律，在流体被加速处它的静压力一定会降低一个相对应的值。能量守恒定律告诉我们：在一个封闭的系统中，流体的总能量是一个常数。为进一步进行定量分析。

 

　　在横截面1处，流体的平均流速是V1，其密度是ρ1，管道在横截面1处的横截面积是A1；当流体流过横截面2时，相应的平均流速是V2，密度是ρ2，横截面积是A2，根据流体流动连续性原理有如下关系式：V1·A1·ρ1=V2·A2·ρ2………………（1）

 

　　如果流体是液体，可认为在收缩前、后其密度不变，即

 

　　ρ1＝ρ2＝ρ

 

　　所以液体的体积流量：qV＝V1·A1＝V2·A2…………………（2）

 

　　根据别努利方程（能量守恒定律），在水平管道上Z1＝Z2，则有如下关系式中：

 

　　——被测介质的可膨胀性系数，对于液体=1；对气体、蒸气等可压缩流体＜1；

 

　　qv——流体的体积流量，[m3/s]；（工况下流体的体积流量）；

 

　　qm——流体的质量流量，[㎏/S]；

 

　　d——工作状况下节流件的等效开孔直径，[m]（对于孔板是孔径，对于文丘得管是喉径，对于VNZ流量计是等效开孔直径）；

 

　　△P—差压，△P=P1-P2；[Pa]；

 

　　ρ1——工作状况下，节流件（前）上游处流体的密度，[㎏/m3]；

 

　　C——流出系数，[—]无量纲；

 

　　β——直径比[—]无量纲。β=d／D。

 

　　如果要求有高准确度的测量结果，如要求不确定度是±0.5%的流量值，那么就需要在规定的流量范围和相对应的雷诺数范围内进行校准，即标定出C值。如果±1%到2%的精度是可以接受的，那么对于孔板、喷嘴和文丘利管等标准节流装置可以根据国标标准ISO-5167（2003）或我国国家标准来确定C（流出系数值）。

 

　　当液体流量计要求有高精度（约±0.5%）的流量测量结果时，对每一个VNZ流量计都需进行单独校准。通常是在制造厂的标准装置上或在可溯源至国家基准的独立实验室中进行校准C系数的工作。当雷诺数Red等于或大于8000时，VNZ流量计的重复性为0.1%.