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流量测量

流量计设计 — 孔板 · 文丘里管计算器

ISO 5167差压式流量计设计 · 由ΔP和Cd实时计算流量Q · Q–ΔP特性曲线 · 永久压力损失比较 · 测量不确定度估算

流量计类型
参数设置
管径 D₁100 mm
直径比 β = D₂/D₁0.50
ISO 5167推荐:0.2 ≤ β ≤ 0.75
差压 ΔP50.0 kPa
流体密度 ρ998 kg/m³
流量系数 Cd0.610
孔板: ~0.61 · 文丘里: ~0.95–0.99
运动黏度 ν1.0 cSt
— m³/h
流量 Q
— m/s
管内流速 v₁
喉部雷诺数
使用Cd
— %
永久压损率
可调比
± —%
流量不确定度(95%)
— mm
喉部直径 D₂
流量计截面示意图
Q–ΔP 特性曲线
各类流量计永久压力损失对比

理论说明(ISO 5167)

差压式流量计基本公式:

$$Q = C_d \cdot \frac{\pi}{4} D_2^2 \cdot \frac{\sqrt{2\Delta P/\rho}}{\sqrt{1-\beta^4}}$$

GUM合成不确定度:

$$\frac{u_Q}{Q} = \sqrt{\left(\frac{u_{C_d}}{C_d}\right)^2 + \frac{1}{4}\left(\frac{u_{\Delta P}}{\Delta P}\right)^2 + \frac{1}{4}\left(\frac{u_\rho}{\rho}\right)^2}$$

设计要点: 孔板永久压力损失 ≈ ΔP × (1-β²)²/(1+β²)²,文丘里管可将大部分差压回收,永久损失仅10~15%,适合大流量节能场合。由于Q∝√ΔP,差压计100:1的量程比对应流量仅10:1的可调比,宽范围测量需多量程切换。