液體流量計(jì)的基本原理

 

　　總的說(shuō)來(lái)，液體流量計(jì)的工作基于如下事實(shí)：如果流體流經(jīng)一個(gè)收縮（節(jié)流）件時(shí)，流體將被加速。這種流體的加速將使它的動(dòng)能增加，而同時(shí)按照能量守恒定律，在流體被加速處它的靜壓力一定會(huì)降低一個(gè)相對(duì)應(yīng)的值。能量守恒定律告訴我們：在一個(gè)封閉的系統(tǒng)中，流體的總能量是一個(gè)常數(shù)。為進(jìn)一步進(jìn)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(dāng)流體流過(guò)橫截面2時(shí)，相應(yīng)的平均流速是V2，密度是ρ2，橫截面積是A2，根據(jù)流體流動(dòng)連續(xù)性原理有如下關(guān)系式：V1·A1·ρ1=V2·A2·ρ2………………（1）

 

　　如果流體是液體，可認(rèn)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(guān)系式中：

 

　　——被測(cè)介質(zhì)的可膨脹性系數(shù)，對(duì)于液體=1；對(duì)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(duì)于孔板是孔徑，對(duì)于文丘得管是喉徑，對(duì)于VNZ流量計(jì)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(wú)量綱；

 

　　β——直徑比[—]無(wú)量綱。β=d／D。

 

　　如果要求有高準(zhǔn)確度的測(cè)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(duì)應(yīng)的雷諾數(shù)范圍內(nèi)進(jìn)行校準(zhǔn)，即標(biāo)定出C值。如果±1%到2%的精度是可以接受的，那么對(duì)于孔板、噴嘴和文丘利管等標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置可以根據(jù)國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)ISO-5167（2003）或我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定C（流出系數(shù)值）。

 

　　當(dāng)液體流量計(jì)要求有高精度（約±0.5%）的流量測(cè)量結(jié)果時(shí)，對(duì)每一個(gè)VNZ流量計(jì)都需進(jìn)行單獨(dú)校準(zhǔn)。通常是在制造廠的標(biāo)準(zhǔn)裝置上或在可溯源至國(guó)家基準(zhǔn)的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)C系數(shù)的工作。當(dāng)雷諾數(shù)Red等于或大于8000時(shí)，VNZ流量計(jì)的重復(fù)性為0.1%.