發布日期：2022-04-27 點擊率：55
摘 要： 本文介紹了金屬管浮子流量計的性能特點及其流量換算關系。
關鍵字： 浮子流量計 性能 流量換算
金屬管浮子流量計用于連續測量封閉管道中液體和氣體的體積流量，結構簡單、工作可靠、使用維護方便，能適應各種場合，因此廣泛地應用于流量測量和工業過程控制中。
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計，可在現場快速增加上下限開關 、流量累積功能 ，各功能單元板為插裝結構，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。由于實際應用時介質的狀態和標定時不同，根據測量原理，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格、現場使用好儀表，就要知道它們之間的流量換算關系。
另外浮子流量計行業標準規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
換算的依據主要有兩個：浮子流量計的理論計算公式和理想氣體的狀態方程。
浮子流量計的計算公式
式中：Q——體積流量
a——流量系數
Fk——浮子最大直徑與其同高度錐管橫截面之間的環隙面積
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）
理想氣體的狀態方程
式中：P0，P1——兩種狀態下的絕對壓力
T0，T1——兩種狀態下的絕對溫度
V0，V1——兩種狀態下的體積從理想氣體的狀態方程可以演繹出以下兩種關系 ：
a流量關系
B密度關系
式中：M——介質的質量
ρ——介質的密度
Q——介質的流量
3 流量換算公式
流量計測量不同介質時流量之間的關系如下式：
從式中可以看到浮子流量計流量換算的實質是密度換算。
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，若被測介質的密度與水的密度不同，應對被測介質的流量進行換算。公式如下：
式中：Q1——被測介質的實際流量
Q0——換算成水的流量
Kp——體積流量的密度修正系數
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：
式中各項均為工作狀態下的值，為方便起見應換算到標準狀態下，將公式（3）和（4）代入并整理后便得到氣體的換算公式
式中：Q1——被測氣體工作狀況下的流量換算到標準狀態下的流量（Nm3/h）
Q0——換算成標準狀態下空氣的流量（Nm3/h）
ρ1——標準狀態下被測氣體的密度（kg/m3）
ρ0——標準狀態下空氣的密度：（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——標準狀態時的開爾文溫度（293.15K）
Kρ——氣體的密度修正系數
Kp——氣體的壓力修正系數
KT——氣體的溫度修正系數
4 應用實例
儀表選型的實質就是求出換算流量Q0，再根據流量規格選出合適的儀表型號。
例題1用戶的被測介質為二氯丙烷，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 結語
金屬管浮子流量計作為過程控制儀表，可以適應高溫、高壓、強腐蝕、劇毒等多種苛刻環境，可動部件少、便于維護，解決了生產中的許多難題。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。
參考文獻
[1]工業自動化儀表手冊. 機械工業出版社，1987
[2]王敬林.工程流體力學.洛陽工學院，1990
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