流量计量基础知识

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V标= 0.0585×5.9247×1.0174×3600 = 1269.39 m3/h

第三节 差压式流量计

差压式流量计是由节流装置和差压计组成的一种流量测量仪表。节流装置包括节流件、取压装置和前后测量管。若在管道内部装有节流件，如孔板等，则在流体流经节流体时，其上、下游侧之间就会产生静压力差（差压）。该静压力差与流经节流件的流体流量之间有确定的数值关系，这关系可用基本公式计算。在已知流体状态、节流件形式及管道几何尺寸的条件下，通过测量差压即可求得流体流量。差压式流量计示意图如图 所示。

流量测量用节流装置的历史最为悠久。根据节流件的型式，节流装置分为标准节流装置和非标准节流装置两大类。标准节流装置的节流件包括标准孔板、标准喷嘴和标准文丘里管三种。这三种节流件应用最广泛，对它们的研究最充分，试验数据最完善。非标准节流件主要用来解决某些脏污和高粘度流体的流量测量和其它一些特殊的流量测量问题。由于对它们的研究还不够深透，缺乏足够的试验数据，所以尚未标准化。

差压式流量计的特点是结构简单，使用寿命长，适应性较广（可适用各种工况下的单相流体，可适用的管径范围宽，可使用通用的差压仪表）；标准节流装置的结构已经标准化，有可靠的试验数据，只要严格遵照加工的要求和安装要求，可以根据计算结果制造和使用，不必单独检定。对于非标准节流装置，可根据实验数据进行估算，但要准确测量还应该单独检定。差压流量计的主要缺点是：测量范围窄，一般量程比为3：1；安装要求严格，压力损失较大，刻度为非线性等。

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由于差压式流量计具有上述特点，至今仍是流量测量中使用最广泛的流量仪表。据估计，约占流量仪表的60%—70%。在可预见的将来，还看不出这种流量计有被淘汰的可能。目前，随着科学技术的迅速发展，差压式流量计正逐渐发展成智能化。

第四节 流量仪表的主要质量指标

1． 流量范围

使流量仪表的误差处于允许极限内的一组被测量值的范围。

流量范围指流量计可测的最大流量与最小流量的范围。正常使用条件下，在该范围内的测量误差不超过允许值。这里特别指出，流量范围与流量计的示值范围是两个不同的概念。 2． 量程和量程比

流量范围内最大流量与最小流量之差称为流量计的量程，最大流量与最小流量值的比值称为流量计的量程比，亦称为流量计的范围度。

流量范围、量程、量程比都是描述流量计测量范围的参数。量程是流量范围的定量描述参数；量程比则为不同流量范围的流量计之间比较宽窄的一个参数，它们是评价一台流量计计量性能指标的重要参数。量程比大，说明流量范围宽，反之则说明流量范围窄。人们总期望一台流量计的流量范围越宽越好。流量范围和量程比通常由生产厂家给出。

例如：某台流量计流量测量范围50—500 m3/h，求量程和量程比。 解：量程= 最大流量值－最小流量值 = 500－50=450 m3/h

量程比= 最大流量值：最小流量值 = 500：50=10：1 3． 允许误差

技术标准、检定规程等对计量器具所规定的允许的误差极限值。

由于规定的是误差极限值，所以这里的允许误差实际上是最大允许误差。它可以用绝对误差或相对误差表示。 4． 准确度等级

符合一定的讲师要求，使其误差保持在规定极限以内的计量器具的等别或级别。

准确度等级是计量器具的最具概括性的特征，它反映着讲师器具基本误差和附加误差的极限值以及其它影响准确度的特性值（如稳定度）。

流量仪表的准确度等级通常在技术标准、计量检定规程或规范等文件中规定。这时对每个等级的流量仪表的讲师性能都要作出具体规定，以全面反映该等级流量仪表的准确度水平。 5． 仪表的重复性

在规定的使用条件下，重复用相同的激励，计量器具给出非常相似响应的能力。

也就是在规定的使用条件下，用同一被测流量对流量仪表重复作用时，流量仪表是否能够提供非常接近的示值的能力。

规定的使用条件是指下述的所有条件：

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（1） 由观测者带来的变化减至最小； （2） 在相同的地点；

（3） 在相同的工作条件下； （4） 在短时间内重复。

流量仪表的重复性，可用计量器具示值的分散性来定量地表示。 6． 稳定度

在规定条件下，流量计的讲师特性随时间保持恒定不变的能力。 稳定度是评价流量装置性能优劣的一个重要参数。稳定度通常是对时间而言的，考察流量仪表的稳定度通常要通过长时间的研究，所用的方法一般是将该仪表与更稳定的仪表定期比对。流量仪表之所以要进行周期检定，从一定意义上说，就是为了考核其稳定度是否合格。 7． 灵敏度

仪表的响应变化除以相应的激励变化。

灵敏度是指流量计对被测流量值变化的反应能力。对于给定的被流量值，流量计的灵敏

度S用被测流量变化增量△qv与流量计指示增量△L之比来表示： S=△L/ △qv

灵敏度是评价瞬时流量计和具有脉冲输出的流量计性能的一个参数。 8． 压力损失

是指流体流过流量计及与流量计配套安装的其它阻力件（如阀门等）时所引起的不可恢复的压力值。流量计的压力损失通常用流量计的进口与出口之间的静压差来表示，压力损失随流量的不同而变化。

压力损失的大小是衡量一台流量计测量成本高低的一个重要技术指标。压力损失小，流体能消耗小，输运流体动力要求小，测量成本低。反之能消耗大，输运流体动力要求大，测量成本高，经济效益相应降低。人们当然希望流量计的压力损失越小越好。

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第四章 标准孔板流量计在天然气计量中的应用

第一节 流体力学基本方程

流量计量研究的对象是流体，包括常见的气体和液体及各种混相状态的流体。流量计量涉及的基础理论广泛，其中涉及流体力学方面的问题更多。许多流量仪表的工作原理、测试与测量方法都是在流体力学的原理上建立的。流体力学基本方程组是流量计量最其本的基础理论之一。

由于流量计量基本上研究的是低速管流问题，可认为流体的流动是一维流动。

1． 连续性方程

连续性方程是物理学中质量守恒定律在流体力学中的具体体现。

见图 4-1，任取一管流段为控制体。设截面I的面积为A1，流体密度为ρ1，截面上流体平均速度为ν1；截面Ⅱ处的面积为A2，流体密度为ρ2，截面上流体平均速度为ν2。在假定两截面距离较近，观察时间不长的条件下，可以近似地认为流体的流动不随时间变化，即为定常流动。

图4-1 控制体 图4-2 不等直径圆管中的定常流动

根据质量守恒定律，单位时间通过截面Ⅰ—Ⅰ流入控制体的流体量一定等于通过截面Ⅱ—Ⅱ流出控制体的流体量。用数学表达式表示，即为连续性方程式：