金屬管浮子流量計(jì)流量計(jì)算公式 發(fā)布時(shí)間:2015-04-20
金屬管浮子流量計(jì)用于連續(xù)測(cè)量封閉管道中液體和氣體的體積流量,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、使用維護(hù)方便,能適應(yīng)各種場(chǎng)合,因此廣泛地應(yīng)用于流量測(cè)量和工業(yè)過(guò)程控制中。 流量計(jì)由傳感器和指示器組成,除就地指示瞬時(shí)流量外,還可遠(yuǎn)傳輸出4~20mADC電信號(hào),整體采用模塊式組合設(shè)計(jì),可在現(xiàn)場(chǎng)快速增加上下限開(kāi)關(guān) 、流量累積功能 ,各功能單元板為插裝結(jié)構(gòu),具有更換部件簡(jiǎn)單、方便、定位準(zhǔn)確的特點(diǎn)。 1、為什么要進(jìn)行流量換算 制造廠家是用水或空氣來(lái)進(jìn)行浮子流量計(jì)的標(biāo)定的。由于實(shí)際應(yīng)用時(shí)介質(zhì)的狀態(tài)和標(biāo)定時(shí)不同,根據(jù)測(cè)量原理,浮子在測(cè)量管中的同一位置所代表的流量值和標(biāo)定時(shí)是不同的,要想正確選擇流量計(jì)的規(guī)格、現(xiàn)場(chǎng)使用好儀表,就要知道它們之間的流量換算關(guān)系。 另外浮子流量計(jì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定其精度是相對(duì)于滿量程而言的,所以用戶(hù)使用時(shí),其常用流量應(yīng)達(dá)到滿量程的60%~80%以上較為合理,如果用在50%以下則相對(duì)誤差會(huì)增大,精度受影響,如果流量超過(guò)滿量程更是無(wú)法正常測(cè)量,因此只有正確進(jìn)行流量換算才能選出適合的儀表。 2、換算的依據(jù) 換算的依據(jù)主要有兩個(gè):浮子流量計(jì)的理論計(jì)算公式和理想氣體的狀態(tài)方程。 浮子流量計(jì)的計(jì)算公式 (1) 式中: Q——體積流量 a——流量系數(shù) Fk——浮子最大直徑與其同高度錐管橫截面之間的環(huán)隙面積 g——重力加速度 Vf——浮子的體積 ρf——浮子的密度 ρ——被測(cè)流體的密度 A——浮子的最大截面積(式中的單位為cm、g、s制)理想氣體的狀態(tài)方程 (2) 式中: P0,P1——兩種狀態(tài)下的絕對(duì)壓力 T0,T1——兩種狀態(tài)下的絕對(duì)溫度 V0,V1——兩種狀態(tài)下的體積從理想氣體的狀態(tài)方程可以演繹出以下兩種關(guān)系 : a流量關(guān)系 (3) B密度關(guān)系 (4) 式中: M——介質(zhì)的質(zhì)量 ρ——介質(zhì)的密度 Q——介質(zhì)的流量 3、流量換算公式 流量計(jì)測(cè)量不同介質(zhì)時(shí)流量之間的關(guān)系如下式: 從式中可以看到浮子流量計(jì)流量換算的實(shí)質(zhì)是密度換算。 3.1 液體的測(cè)量和換算 流量計(jì)用于液體流量測(cè)量時(shí),制造廠是用常溫下清潔的水作為校驗(yàn)液來(lái)標(biāo)定的,若被測(cè)介質(zhì)的密度與水的密度不同,應(yīng)對(duì)被測(cè)介質(zhì)的流量進(jìn)行換算。 公式如下: (6) 式中: Q1——被測(cè)介質(zhì)的實(shí)際流量 Q0——換算成水的流量 Kp——體積流量的密度修正系數(shù) ρf——浮子部件的密度:7900kg/m3 ρ0—— 20℃時(shí)水的密度:998.2kg/m3 ρ1——被測(cè)介質(zhì)的密度:kg/m3 3.2 氣體的測(cè)量和換算 流量計(jì)用于氣體流量測(cè)量時(shí),制造廠是用標(biāo)準(zhǔn)狀況下(20℃、101.325kPa)的空氣進(jìn)行標(biāo)定的,由于氣體的密度遠(yuǎn)小于浮子密度, 公式( 5 ) 簡(jiǎn)化為: (7) 式中各項(xiàng)均為工作狀態(tài)下的值,為方便起見(jiàn)應(yīng)換算到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,將公式(3)和(4)代入并整理后便得到氣體的換算公式 (8) 式中: Q1——被測(cè)氣體工作狀況下的流量換算到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量(Nm3/h) Q0——換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣的流量(Nm3/h) ρ1——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下被測(cè)氣體的密度(kg/m3) ρ0——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣的密度:(1.205kg/m3) P1——被測(cè)氣體工作狀況下的絕對(duì)壓力(表壓+大氣壓)MPa P0——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)的壓力(0.101325MPa ) T1——被測(cè)氣體工作狀況下的開(kāi)爾文溫度 T0——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)的開(kāi)爾文溫度(293.15K) Kρ——氣體的密度修正系數(shù) Kp——氣體的壓力修正系數(shù) KT——氣體的溫度修正系數(shù) 4、應(yīng)用實(shí)例 儀表選型的實(shí)質(zhì)就是求出換算流量Q0,再根據(jù)流量規(guī)格選出合適的儀表型號(hào)。 例題1用戶(hù)的被測(cè)介質(zhì)為二氯丙烷,密度1130kg/m3,流量上限為10001/h,如何選型? 解:換算流量×1000=1074.31/h 因此用DN25口徑的浮子流量計(jì)進(jìn)行測(cè)量比較合適。 例題 2用戶(hù)的被測(cè)介質(zhì)為乙炔(密度為1.091kg/Nm3),壓力為3kgf/cm2,溫度為25℃,流量上限為10m3/h時(shí),如何選型? 解:被測(cè)氣體的絕對(duì)壓力p1=3×98.1+101.325=395.625kPa 標(biāo)準(zhǔn)狀況下的流量×10=38.39Nm3/h 換算流量×38.39=18.64Nm3/h 因此用DN15口徑的浮子流量計(jì)進(jìn)行測(cè)量比較合適。 5 結(jié)語(yǔ) 金屬管浮子流量計(jì)作為過(guò)程控制儀表,可以適應(yīng)高溫、高壓、強(qiáng)腐蝕、劇毒等多種苛刻環(huán)境,可動(dòng)部件少、便于維護(hù),解決了生產(chǎn)中的許多難題。金屬管浮子流量計(jì)以其卓越的性能被越來(lái)越多的用戶(hù)所青睞。而熟練掌握浮子流量計(jì)的流量換算對(duì)正確選表和用表至關(guān)重要。因此了解浮子流量計(jì)的性能特點(diǎn)和儀表選型的方法,才能正確選擇性能和價(jià)格比較高的類(lèi)型。
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