金屬管浮子流量計流量計算公式 發(fā)布時間:2015-04-20
金屬管浮子流量計用于連續(xù)測量封閉管道中液體和氣體的體積流量,結(jié)構(gòu)簡單、可靠、使用維護方便,能適應(yīng)各種場合,因此廣泛地應(yīng)用于流量測量和工業(yè)過程控制中。 流量計由傳感器和指示器組成,除就地指示瞬時流量外,還可遠傳輸出4~20mADC電信號,整體采用模塊式組合設(shè)計,可在現(xiàn)場快速增加上下限開關(guān) 、流量累積功能 ,各功能單元板為插裝結(jié)構(gòu),具有更換部件簡單、方便、定位準確的特點。 1、為什么要進行流量換算 制造廠家是用水或空氣來進行浮子流量計的標定的。由于實際應(yīng)用時介質(zhì)的狀態(tài)和標定時不同,根據(jù)測量原理,浮子在測量管中的同一位置所代表的流量值和標定時是不同的,要想正確選擇流量計的規(guī)格、現(xiàn)場使用好儀表,就要知道它們之間的流量換算關(guān)系。 另外浮子流量計行業(yè)標準規(guī)定其精度是相對于滿量程而言的,所以用戶使用時,其常用流量應(yīng)達到滿量程的60%~80%以上較為合理,如果用在50%以下則相對誤差會增大,精度受影響,如果流量超過滿量程更是無法正常測量,因此只有正確進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:浮子流量計的理論計算公式和理想氣體的狀態(tài)方程。 浮子流量計的計算公式 (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)下的絕對壓力 T0,T1——兩種狀態(tài)下的絕對溫度 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 流量計測量不同介質(zhì)時流量之間的關(guān)系如下式: 從式中可以看到浮子流量計流量換算的實質(zhì)是密度換算。 3.1 液體的測量和換算 流量計用于液體流量測量時,制造廠是用常溫下清潔的水作為校驗液來標定的,若被測介質(zhì)的密度與水的密度不同,應(yīng)對被測介質(zhì)的流量進行換算。 公式如下: (6) 式中: Q1——被測介質(zhì)的實際流量 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℃時水的密度:998.2kg/m3 ρ1——被測介質(zhì)的密度:kg/m3 3.2 氣體的測量和換算 流量計用于氣體流量測量時,制造廠是用標準狀況下(20℃、101.325kPa)的空氣進行標定的,由于氣體的密度遠小于浮子密度, 公式( 5 ) 簡化為: (7) 式中各項均為工作狀態(tài)下的值,為方便起見應(yīng)換算到標準狀態(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——被測氣體工作狀況下的流量換算到標準狀態(tài)下的流量(Nm3/h) Q0——換算成標準狀態(tài)下空氣的流量(Nm3/h) ρ1——標準狀態(tài)下被測氣體的密度(kg/m3) ρ0——標準狀態(tài)下空氣的密度:(1.205kg/m3) P1——被測氣體工作狀況下的絕對壓力(表壓+大氣壓)MPa P0——標準狀態(tài)時的壓力(0.101325MPa ) T1——被測氣體工作狀況下的開爾文溫度 T0——標準狀態(tài)時的開爾文溫度(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)用實例 儀表選型的實質(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。 例題1用戶的被測介質(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口徑的浮子流量計進行測量比較合適。 例題 2用戶的被測介質(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,如何選型? 解:被測氣體的絕對壓力p1=3×98.1+101.325=395.625kPa 標準狀況下的流量×10=38.39Nm3/h 換算流量×38.39=18.64Nm3/h 因此用DN15口徑的浮子流量計進行測量比較合適。 5 結(jié)語 金屬管浮子流量計作為過程控制儀表,可以適應(yīng)高溫、高壓、強腐蝕、劇毒等多種苛刻環(huán)境,可動部件少、便于維護,解決了生產(chǎn)中的許多難題。金屬管浮子流量計以其卓越的性能被越來越多的用戶所青睞。而熟練掌握浮子流量計的流量換算對正確選表和用表至關(guān)重要。因此了解浮子流量計的性能特點和儀表選型的方法,才能正確選擇性能和價格比較高的類型。
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