流量计量基础
天然气计量教程——流量
天然气计量教程——流量天然气计量是指对天然气的流量进行测量和计算，是天然气输配系统中重要的环节之一、在天然气输配系统中，准确计量天然气的流量对于了解天然气的供应和消耗情况，掌握输配系统运行情况，保证能源的正常供应，具有重要意义。
下面将详细介绍天然气计量的相关内容。
一、天然气流量测量的类型天然气的流量测量可以分为质量流量和体积流量两种方式。
质量流量是指单位时间内通过管道横截面的质量的量，单位是千克/小时(kg/h)。
体积流量是指单位时间内通过管道横截面的体积的量，单位是立方米/小时(m³/h)。
在实际应用中，通常采用体积流量进行计量。
二、天然气流量计量的原理天然气流量计量的原理主要有：差压流量计量原理、速度流量计量原理和质量流量计量原理。
1.差压流量计量原理：差压流量计量原理是利用管道流体的两个点间的差压来测量流量。
根据伯努利原理，流体在两个不同截面之间的速度存在差异，从而产生压力差。
差压流量计根据测量截面处压力差和管道流道形状参数，计算出流量。
2.速度流量计量原理：速度流量计量原理是利用流体通过截面的速度来计算流量。
常用的速度流量计有涡轮流量计和旋涡流量计。
涡轮流量计是利用流体通过涡轮产生的旋转力矩来计算流量。
旋涡流量计是利用流体通过截面产生的旋涡频率和流体速度之间的关系来计算流量。
3.质量流量计量原理：质量流量计量原理是根据质量守恒定律来计算流量。
质量流量计直接测量天然气通过截面的质量，通过测量截面内两点的差压以及相应的温度和压力，推算出天然气的质量流量。
质量流量计适用于天然气含有湿气和多种组分的复杂情况。
三、天然气流量计量的设备天然气流量计量的设备主要有差压流量计、涡轮流量计、旋涡流量计和质量流量计等。
1.差压流量计：差压流量计是通过测量流体通过流道时的压力差来计算流量的设备。
常用的差压流量计有孔板流量计、锥形流量计和喷嘴流量计等。
2.涡轮流量计：涡轮流量计是利用流体通过转子产生的旋转力矩来计算流量的设备。
流量计量的基本概念
流量计量的基本概念
基本概念
流量就是在单位时间内流体通过一定截面积的量。
这个量用流体的体积来表示称为瞬时体积流量（q v），简称体积流量；用流量的质量来表示称为瞬时质量流量（q m），简称质量流量。
它的表达式是：
式中：q m、q v——在时间间隔?t内通过的流体质量或体积；
ρ——流体密度。
从t1到t2这一段时间内流体体积流量或质量流量的累积值称为累积流量，它们的表达式是：
对在一定通道内流动的流体的流量进行测量统称为流量计量。
流量测量的流体是多样化的，如测量对象有气体、液体、混合流体；流体的温度、压力、流量均有较大的差异，要求的测量准确度也各不相同。
因此，流量测量的任务就是根据测量目的，被测流体的种类、流动状态、测量场所等测量条件，研究各种相应的测量方法，并保证流量量值的正确传递。
水表基础知识
水计量基础知识目录1水表基础知识 (2)1.1基本概念 (2)1.2水表的分类 (3)1.3各类水表的性能及优缺点比较 (5)1水表基础知识1.1基本概念流量：flow-rate通过水表的水的体积与此体积通过水表所需时间之商。
流量的单位符号以m3/h表示。
常用流量(Q3)：permanent flow-rate水表在正常工作条件即稳定或间歇流动下，最正确使用的流量。
最大流量(Q4)：overload flow-rate水表在短时间内，且无损坏情况下，最大使用的流量。
其值1.25倍于常用流量。
最小流量(Q1) minimum flow-rate在最大允许误差限之内要求水表给出示值的最低流量。
它与水表代号的数值有关。
流量范围：flow-rate range由最小流量和最大流量所限定的范围，在此范围内水表的示值不得产生超过最大允许误差的误差。
该范围由分界流量分割成“高区”和“低区”的两个区。
分界流量(Q2)：transitional flow-rate流量范围被分割成两个区处所出现的流量。
“高区”和“低区”各自由一个该区的最大允许误差来表征。
公称压力(PN)：nominal pressure水表工作压力的公称值。
通常以大写字母“PN”冠首的压力公称值的数字代号表示，例如：PN1。
最大允许工作压力(MAP)：maximum admissible working pressure在给定温度下水表能持久地经受的最大内部压力。
对于冷水水表，PN=MAP。
公称口径(DN)：nominal size水表口径的公称值。
通常以大写字母“DN”冠首的口径公称值的数字代号表示，例如：DN15。
压力损失：pressure loss在给定的流量下，管道中水表的存在所造成的压力降低。
最大允许温度(MAT)：maximum admissible temperature在给定的内部压力下，水表能持久地经受的最高温度。
1.2 水表的分类水表的品种很多，其分类方法也很多。
电磁流量计计量标准
电磁流量计计量标准
电磁流量计的计量标准主要包括以下几个方面：
1. 流量计准确度：电磁流量计的准确度是指测量结果与真实值的偏差程度，通常用百分比表示。
准确度的要求通常由国家或行业标准规定，一般需要在一定流量范围内控制在一定的误差范围内。
2. 流量计量程：流量计量程是指流量计能够测量的最小和最大流量范围。
测量范围通常由流量计的传感器和电路决定，需要满足实际使用环境的要求。
3. 流量计重复性：流量计的重复性是指在多次相同或近似的流量条件下，流量计多次测量结果的偏差程度。
重复性主要受到流量计的传感器、电路和信号处理算法等因素的影响。
4. 流量计稳定性：流量计稳定性是指测量结果在长时间使用过程中的波动程度。
流量计稳定性主要受到环境温度、压力和流体性质等因素的影响。
5. 流量计抗干扰性：电磁流量计需要具备一定的抗干扰能力，能够抵抗外部电磁场、振动、温度变化等因素的干扰。
6. 流量计响应时间：流量计响应时间是指流量计从接收到输入信号到测量结果稳定的时间。
短的响应时间可以更快地反映流量的变化，适应对流量变化要求较高的应用场景。
以上是电磁流量计的一般计量标准，具体的要求还可能根据不同的国家、行业和应用场景而有所差异。
体积流量的计量标准
体积流量的计量标准
体积流量的计量标准主要包括以下两种：
1. 方根刻度范围：满刻度读数为0~10方根。
其中，最大流量的刻度读数应在之内，正常化的流量刻度数应在~之间，最好在7。
最小流量刻度数应在3之内。
智能变送器/就地差压指示数值应在2之内。
若为了扩大测量的范围，可以运用两个变送器，组成宽量程流量测量回路，最小流量的方根读数则要在1之内。
2. 线性刻度范围：满刻度读数为0%~100%线性。
其中，最大流量的刻度数应在90%之内，正常流量的刻度读数应控制在40%~70%之间，最好则是在50%。
最小流量的刻度读数应在10%之上。
更多有关体积流量的计量标准信息，可以访问中国计量科学研究院官网或咨询相关专家获取。
第八章 流量计量
31
五 靶式流量计
靶式流量计是一种适用于测量高粘度的流量测量仪表，
例如用于测量重油、沥青、含固体颗粒的浆液及腐蚀性
介质的流量。
F k
2
u 2 AB
F—流体对靶的作用力 u—流体流速； —密度； AB—靶的受力面积。
32
靶式流量计工作原理、实物图
管道直径为D，靶直径为d，环隙通道面积为A，则可求出
60年代，国家才投资建设，开始自主研究生产制造属于
我国产权的水表。由于品种繁杂，质量低下，不能互换，
严重影响了水表的维修和发展。于是， 65年国家组织各
部门成立工作组进行统一设计，规范了水表的设计形式和 技术参数，从而结束了“万国牌”状态。
51
按安装方式可分为：
水平安装水表 立式安装水表
水平安装式水表
•流量越大，流束的局部收缩 和能量转换越显著，因此节 流装置两端的压差也越大。
一 差压式流量计
一 差压式流量计 文氏流量计的结构示意图
一 差压式流量计
一 差压式流量计
例：20℃苯在φ 133×4mm的钢管中流过，为测量苯的流量 ，在管道中安装一孔径为75mm的标准孔板流量计。当孔板 前后U形压差计的读数R为80mmHg时，试求管中苯的流量 （m3/h）（已知流量系数为0.648）。
体积流量计和密度计组合
44
3 体积流量计与差压计的组合
节流式流量计和其它体积流量计组合
45
二 直接式质量流量计
直接式质量流量计的输出信号直接反映质量流量，有许
多种型式。
1 热式质量流量计
根据传热规律： 为流体的定压比热;
两点温度差。
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热式质量流量计示意图（托马斯流量计）
流量计基础知识
计量产品基础知识一、流量计的种类及原理一、容积式流量计种类及原理1、腰轮流量计□工作原理腰轮流量计又称罗茨或转动流量计，当气体由进口流入，在进出口压差作用下，处于图3a位置时，腰轮Ａ上的合成力矩不平衡，故腰轮Ａ不能转动。
而腰轮B上的合成力矩不平衡，故腰轮B按顺时针方向转动，同时把计量室内的气体排向出口，与此同时腰轮B转轴上的驱动齿轮带动了腰轮Ａ转轴上的驱动齿轮，使腰轮Ａ按逆时针方向转动，逐渐由图3ｂ位置到达图3ｃ位置，同样通过两腰轮上所受力矩和转动过程则形成图3ｄ位置，两腰轮如此主从交替转动，腰轮旋转一周就有四个如图中阴影部分容积的气体排出，通过腰轮的转数和齿轮减速系统，输入到指示机械从而显示出气体的总流量。
腰轮流量计主要由壳体、腰轮、驱动齿轮、出轴密封、精度修正器、计数器等组成。
特点：具有测量准确度高，量程比宽，被测气体的密度和粘度的变化对仪表示值和准确度影响小，对仪表前后直管段要求不高，但仪表传动机构复杂，制造要求高，关键件易磨损。
腰轮流量计需定期清洗和添加、更换润滑油。
2、椭圆齿轮式流量计椭圆齿轮流量计的测量部分主要由两个相互啮合的椭圆齿轮及其外壳(计量室)所构成，如下图所示：原理与腰轮流量计的工作原理类似。
椭圆齿轮流量计计量精度高，适用于高粘度介质流量的测量，但不适用于含有固体颗粒的流体(固体颗粒会将齿轮卡死，以致无法测量流量)。
如果被测液体介质中夹杂有气体时，也会引起测量误差。
3、刮板式流量计□工作原理如图所示，刮板在流体的推动下带动转子一起转动，转动过程中刮板在固定的凸轮的作用下依次伸出缩回，连续地与壳体壁形成计量腔计量流体体积，计量腔的容积是固定的，因此，转子的转数与流过流量计的流体体积成正比，通过减速机构在计数器中得到流体体积。
刮板流量计是一种容积式流量计量仪表用以测量封闭管道中流体的体积流量。
流量计可以现场显示累积流量，并有远传输出接口，与相应的光电式电脉冲转换器和流量积算仪配套使用，可进行远程测量、显示和控制。
流量计计量标准
流量计计量标准
流量计的计量标准有以下要求：
1. 在流量计的Q1≤Q≤Qmx的流量范围内，其最大允许误差应符合表1的规定。
在Qmin＜Q＜Q1的流量范围内，最大允许误差不超过表1规定的最大允许误差的2倍。
表1中，推荐了准确度等级系列。
对于气体流量计，Q1对应的流速应不大于3m/s；对于液体流量计，Q1对应的流速应不大于
0.3m/s。
2. 重复性：流量计的重复性不得超过相应准确度等级规定的最大允许误差绝对值的1/5。
3. 流量计系数调整：如在检定时改变流量计系数，则应在检定证书上标明前一次的流量计系数、本次调整后的流量计系数，以及流量计系数调整量。
4. 双向测量流量计的要求：双向测量的流量计两个测量方向应分别进行检定。
5. 外夹式流量计的要求：外夹式流量计应对所有换能器进行检定，并尽量在与使用管径相同的管径下进行检定。
水表基础知识讲解
水表基础知识讲座流量测量是能源计量的重要—环,水表是流量测量中使用最广泛和最重要的仪表之一。
水表的使用量大面广，既与于家万户的切身利益密切相关，也是各企业节约和控制用水、降低生产成本的必需手段。
用于贸易结算的水表属于强制检定的计量器具.水表是流经管道的可饮用水的计量仪表，在流量计中具有结构简单、安装方便、流量范围宽、压力损失小等特点，其准确度等级为2级，用分段（高区和低区)误差限要求来表示,高区要求为±2％，低区±5％。
水表区别于其它流量计的特点是其传感器和指示装置均为机械式，其工作的动力来自水流。
水表的指示装置一般只显示通过水表的水体积总量.水表可以安装电子传感器来实现水量信号的输出。
第一节水表发展简史从1825年英国的克路斯发明了真正具有仪表特征的平衡罐式水表以来，水表的发展已有近二百年的历史。
期间，水表的结构先后出现了往复式单活塞式水表、旋转活塞式水表、圆盘式水表、旋翼式水表和螺翼式水表（又称沃特曼水表）等形式.这些水表的工作原理和基本结构至今仍被各国水表制造企业沿用,但在设计、工艺和选材等方面不断进步，大大提高了水表的计量性能和可靠性,降低了制造成本。
我国的水表使用和生产起步较晚。
1879年,李鸿章为操办海军，在旅顺口创建了我国第一家水厂。
1883年英殖民主义者在上海建立了第二个水厂，水表开始进入我国。
随着一些沿海城市相继建造水厂，至20世纪30年代,当时的上海光华机械厂（现上海光华仪表厂前身）等从国外进口部分零件生产水表。
在相当长的时间里，英法日德等国家的水表一直占据着我国的水表行业，这些不同品种、规格繁杂的水表,由于标准不一、零件不能互换，给以后自来水公司的水表维修带来了很大的困难.1949年解放后,随着城市供水事业的发展,我国的水表工业也相应地发展起来。
从1955年起，上海、北京、天津、南京、武汉、广州等城市自来水公司先后开始生产水表。
20世纪50年代后期，上海光华仪表厂开始试制少量的全金属结构、指针读数的速度式水表.1958年上海光华仪表厂将水表生产转移给宁波水表厂（现宁波水表有限公司的前身）。
流量计计量检定规程
流量计计量检定规程流量计是一种用于测量流体流量的仪器，广泛应用于工业生产和科学研究中。
为了确保流量计的准确性和可靠性，需要进行周期性的检定。
流量计计量检定是指通过一系列标准操作和测试，对流量计进行验证和校准，以确定其测量结果的准确性和可靠性。
下面将介绍流量计计量检定的规程。
一、检定前的准备工作1. 确定检定的流量范围和流体介质。
根据实际使用需求，确定待检流量计的测量范围和适用的流体介质。
2. 准备检定设备和标准器具。
根据流量计的规格和类型，准备相应的检定设备和标准器具，包括流量计检定装置、流量计标准器、温度计、压力表等。
3. 检查流量计的外观和连接。
检查流量计的外观是否完好，连接是否紧固，无泄漏等异常情况。
二、检定步骤1. 进行零位检定。
将流量计置于无流量状态，记录下此时的测量结果，作为零位参考值。
2. 进行回程检定。
将流量计的流体流向反转，记录下此时的测量结果。
根据回程检定结果与零位参考值的差异，判断流量计是否存在回程误差。
3. 进行流量范围检定。
根据待检流量计的测量范围，按照一定的流量分段，逐段进行检定。
在每个流量段内，记录下流量计的测量结果，并与标准器具的读数进行比对。
4. 进行温度和压力校正。
根据实际使用条件，对流量计的温度和压力进行校正。
通过测量流体的温度和压力，并使用校正公式，对流量计的测量结果进行修正。
5. 进行重复性检定。
在相同的流量条件下，重复进行多次测量，记录下每次的测量结果。
通过分析这些结果的差异，评估流量计的重复性和稳定性。
6. 进行线性度检定。
在不同的流量范围内，按照一定的流量增加幅度，逐步增加流体的流量，记录下每个流量点的测量结果。
通过分析这些结果，评估流量计的线性度和测量误差。
7. 进行耐压试验。
将流量计置于一定的压力条件下，进行一定时间的耐压试验。
通过观察流量计的工作状态和测量结果，评估其在高压条件下的可靠性和稳定性。
三、检定结果的评定与记录1. 根据检定结果，判断流量计是否合格。
国家对于流量计计量要求
国家对于流量计计量要求一、准确度等级根据国家相关标准，流量计的准确度等级分为一级和二级。
一级准确度等级要求最高，适用于准确度要求较高的场合；二级准确度等级适用于一般场合。
流量计的准确度等级应按照实际使用需求进行选择。
二、测量范围流量计的测量范围应根据实际使用需求进行选择。
通常情况下，流量计的测量范围应覆盖实际使用过程中的流量范围。
对于气体流量计，其测量范围还应考虑到温度和压力的影响。
三、重复性流量计的重复性是指在相同条件下，多次测量同一流量得到的测量结果之间的差异。
重复性越好，说明流量计的稳定性越高。
国家对流量计的重复性等级有具体要求，应根据实际使用需求进行选择。
四、零点稳定性流量计的零点稳定性是指流量计在零流量下的稳定性。
零点稳定性对于流量计的准确度有着重要影响。
国家对流量计的零点稳定性等级有具体要求，应根据实际使用需求进行选择。
五、线性度流量计的线性度是指流量与输出信号之间的关系。
理想的线性关系可以通过拟合直线来表示。
然而，在实际使用中，流量计的输出信号可能会受到多种因素的影响，导致其线性度发生变化。
国家对流量计的线性度等级有具体要求，应根据实际使用需求进行选择。
六、量程比流量计的量程比是指最大测量范围与最小测量范围的比值。
量程比越大，说明流量计的测量范围越宽。
国家对流量计的量程比等级有具体要求，应根据实际使用需求进行选择。
七、响应时间流量计的响应时间是指从流体流动变化到流量计输出信号变化所需的时间。
响应时间越快，说明流量计的反应速度越快。
国家对流量计的响应时间等级有具体要求，应根据实际使用需求进行选择。
八、防护等级流量计的防护等级是指设备对外部环境的防护能力。
防护等级越高，说明设备对外部环境的适应性越强。
国家对流量计的防护等级有具体要求，应根据实际使用环境进行选择。
电磁流量计计量原理是什么
电磁流量计计量原理
电磁流量计作为一种常用的工业流量测量仪器，其计量原理主要基于法拉第电磁感应定律和洛伦兹力定律。
通过测定导体在磁场中的运动状态来实现流体流速和流量的测量，其具体原理如下：
法拉第电磁感应定律
根据法拉第电磁感应定律，当导体相对于磁场运动时，在导体内部会产生感应电动势。
电磁流量计中，流体作为导体在磁场中运动时，导致感应电动势的产生。
磁场设计
电磁流量计中会设置两个电磁线圈，一个为电流线圈，另一个为电压线圈。
当流体通过电磁流量计时，电磁线圈中通入一定的电流，产生磁场。
流体中的电导率决定了流体在磁场中的运动状态。
洛伦兹力定律
根据洛伦兹力定律，当导体带电流通过磁场时，导体内部会受到洛伦兹力的作用。
在电磁流量计中，当电导率不同的流体通过磁场时，会受到不同大小的洛伦兹力作用，进而造成电压线圈中感应电动势的差异。
测量原理
根据以上原理，电磁流量计通过监测电压线圈中的感应电动势来计算流体的流速和流量。
根据洛伦兹力的大小，可以得出流体的流速大小，从而实现对流量的准确计量。
总结
电磁流量计利用电磁感应和洛伦兹力的原理，实现对流体流速和流量的准确测量。
其优点在于无需直接接触流体，适用于各种工业环境下的流体计量。
通过理解其计量原理，可以更好地应用和维护电磁流量计，确保其测量准确性和稳定性。
水表的计量原理
水表的计量原理
水表的计量原理是基于流量计量的原理。
水表内部安装了一个水流量计，用于测量通过水表的水流量。
当水流经过水表时，水流的动力将使水流量计转动，通过测量转动的角度或者转速来计算流经水表的水量。
水表通常采用翻转瓣片、涡轮或者涡街等不同的测量机构来实现流量的计量。
翻转瓣片水表利用水流的动力作用在装有瓣片的转子上产生转矩，转子的转动与水流量成正比。
涡轮水表则利用水流的动力使装有叶片的转子以一定速度旋转，通过测量转子的旋转速度来计量水流量。
涡街水表则基于涡街流量计的原理，利用水流经过涡街产生的旋涡频率来计量水流量。
水表通常还配备了一个计量装置，用于将转动的角度或转速转换为相应的水量。
计量装置可以是一个数字计数器或者一个机械指针式的计量表盘，用于显示测量的水量。
总之，水表的计量原理是通过测量水流量的转动或旋涡频率来计算流经水表的水量，通过配备的计量装置将转动的角度或转速转换为相应的水量显示。
这种原理可以准确地测量和记录用水量，为水费的计算提供依据。
流量测量基础知识
对液体
被校表系数 ＝
被校表脉冲（频率） 标准表脉冲（频率）
X 标准表系数
速度式流量计的检定
对气体
被校压力 标准压力 标准温度 被校温度 被校表脉冲（频率）
被校表系数 ＝
X
X
X 标准表系数 标准表脉冲（频率）
速度式流量计的检定
4、每个检定点的平均仪表系数
5、流量计的仪表系数（平均仪表系数） 6、线性度（最大示值误差） 7、重复性
1、流速：m/s，工业上常用范围 气体几米/秒～几十米/秒 液体零点几米/米～几米/秒
2、流量：单位时间内通过管道截面的流体量 体积流量qv， 单位L/h，m3/h 质量流量qm， 单位kg/h，t/h
流量测量基本概念
流速与流量的转换关系（圆形满管）：
qv Au
4
Du
2
qv——体积流量，m3/s u ——流速，m/s A ——管道横截面积，m2 D ——圆形管道直径，m
流量计量中常用物性参数
压力表类型 绝对压力（绝压）——真实压力
表压+ 绝对压力＝大气压＋表头压力
负压差压 绝对压力＝大气压－负压
流量计量中常用物性参数
二、流量测量中常用物性参数
标准状态—— 1个标准大气压，20 ℃ 1、密度：单位体积内物质的质量 kg/m3 标准状态下水的密度 1000kg/m3 空气密度 1.2kg/m3
流量测量基本概念
国际SI单位制
qv Au
4
Du
2
对常用流量单位，转换关系如下
qv
4
D u 0.0036
2
流量qv单位 m3/h，管径D单位 mm
流量测量基本概念 2
天然气计量教程——流量
孔板，成为最主要的计量仪表。
中原油田分公司
廖德云
ldeyun@
第四章 天然气流量测量仪表
容积式流量计
涡轮流量计
超声流量计
质量流量计
中原油田分公司
螺旋转子流量计 廖德云 ldeyun@
第四章 天然气流量测量仪表
1、流量 单位时间内流经某一截面的流体数量。
流量可用体积流量、质量流量和能量流量。
ldeyun@
第四章 天然气流量测量仪表
1、节流式差压流量计 ③常见的节流装置
标准孔板
具有测量精度高，安装方便，使用范围广、造 价低等特点。广泛应用于各种介质的流量测量。 公称通径 DN15 ～ DN3000 （ mm ），适用介质 各 种液体,气体,饱和蒸汽,过热蒸汽
中原油田分公司
Avn——体积流量计量系数视采用计量单
位而定。秒体FT——
P1——孔板上游侧取压孔气流绝对静压，
单位为兆帕(MPa)
Avns=3.1795×10-6；小时体积流量(m3/h)
计量系数Avnh=0.011446；日体积流量 (m3/d)计量系数 Avnd=0.27471； 中原油田分公司
上下游取压中心 位于距离孔板两 侧端面(25.4mm) 中原油田分公司
廖德云
ldeyun@
第四章 天然气流量测量仪表
1、节流式差压流量计 ③常见的节流装置
标准喷嘴：它是一个以管道中心线为旋转轴的对称体。
喷嘴安装示意图 中原油田分公司
喷嘴结构示意图 廖德云 ldeyun@
2、体积流量
单位时间内流过的流体以体积表示，称为体积流量。常用Q表示
3、质量流量 单位时间流过的流体以质量表示，称为质量流量。常用 M表示。
流量测量中若干问题的计量学基本原则
流量测量中若干问题的计量学基本原则摘要：流量测量结果的准确性和精确度是流量测量的核心环节。
本文以流量测量中若干问题为着入点，对计量学基本原则进行了初步探讨，以提高流量测量结果的准确性和精确度。
关键词：质量技术监督；流量测量；计量学基本原则中图分类号p21 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2012）66-0069-02流量测量目前被广泛地应用到了生活的各个方面，从贸易到科学研究，从工业生产到国防建设，人们的生活已经离不开流量测量了。
随着科学技术的进步以及新材料、新技术的不断应用，核技术、电磁、激光、超声波等被应用到了流量测量领域，使得流量测量逐步趋向于数字化和电子化。
在新技术不断被应用的同时，如何提高测量的精度和准确度，也是人们普遍关注的一个问题。
1 流量测量中若干问题1.1测量结果的复现性和重复性首先，测量结果的复现性。
复现性指的是在改变测量条件的前提下，测量同一个对象得到的结果具有着一致性。
改变测量条件包括测量时间延长，换一个实验室，改变测量器具，使用不同的测量方法，改变仪器的观测者等。
流量测量结果必须要有较好的复现性，可以减少测量误差，提高测量的准确度。
其次，测量结果的重复性。
重复性指的是在保持相同的测量条件的前提下，对同一测量对象进行多次的测量，所得到结果之间具有着一致性。
通过多次测量，各个结果之间的误差只是由测量计本身造成的，重复性误差是影响流量计本身准确度的一个重要因素。
也就是说，流量计测量结果重复性误差是检查流量计性能的一个重要指标，要提高流量计的精确度和准确性，必须要尽力改善重复性误差。
1.2校准的精确度因为在校准时的情形一般难以与实际测量时候的情形一致，所以使用离线校准仪器在实际测量流量的时候为了提高精确度，还要引入附加值测量的误差，常用的一个方法就是计算修正办法。
采用测量计在线校准可以得到与校准精确度最为接近的一个测量精确度。
例如钟罩式的气体流量计可以得到较高的准确测量度，但它只能够复现低压时的空气流量，这与在实际应用当中流量计用于高压测量是不同的。
压力差法的表达式
压力差法的表达式压力差法是流量计算的一种重要方法，广泛应用于液体、气体和蒸汽等介质的计量。
表达式是压力差法计算流量的核心，它描述了流量计算过程中涉及的各项参数和物理关系，是实现流量计的准确计算的基础。
一、压力差法的基本原理压力差法是利用流体在管道中的压力差来计算流量的一种方法。
根据独立温度和压力变化的理想气体状态方程，可以得到以下压力差法的基本原理表述：Q= K•√(Δp/ρ)其中，Q是流量，K是流量系数，Δp是压力差，ρ是流体的密度。
这个公式反映了压力差法计算流量的基本关系。
二、压力差法的表达式在实际应用中，为了计算流量，还需要将基本原理公式转化为实用的表达式。
常见的压力差法表达式包括：1. 只利用静态压力差计算流量的表达式：Q= K•Cd •A•√(2gh)其中，Cd是口径系数，A是横截面积，g是重力加速度，h是流体的提升高度。
这个表达式适用于容积流量的计算。
2. 利用静态压力差和动态压力差计算流量的表达式：Q= K•Cd •A•√(2gh)/F•β•√((1-β^4)/(β^4-γ^4))其中，F是流体的密度，β是孔管的直径比，γ是压力差情况下测量流体的动力粘度。
这个表达式适用于计算质量流量。
3. 利用毛细压力差计算流量的表达式：Q= K•πr^4•∆P/8lh其中，π是圆周率，r是毛细管半径，l是毛细管长度，h是毛细管高度。
这个表达式适用于小流量、低粘度的液体计量。
三、压力差法的应用范围压力差法适用于多种介质的流量计量，如液体、气体、蒸汽等。
其应用范围包括：1. 工业上的介质流量计量：适用于石油、化工、轻工、纺织、造纸和食品等领域的介质流量计量。
2. 交通运输领域的流量计量：适用于水、汽、油、气、液化气、v散载汽车等交通运输领域的流量计量。
在航空航天领域，压力差法还可以用于氧气流量计的计量。
3. 土木工程领域的水利工程设计：适用于渠道、管道、水坝、水闸等水利工程的设计和运营管理中的各项计量。
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二、流量的单位
SI单位：体积流量的单位为（米3/ 秒） （m3/s）；质量流量的单位为（千克/秒） （kg/s）。 工程常用单位：体积流量：米3 /小时 （m3/h），升/小时（l / h）；质量流量： 千克/小时（kg/h），吨/小时（t / h）。
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流量测量基础知识
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主要内容
一、流量测量Байду номын сангаас本概念 二、流量的单位 三、流量测量中常用物性参数 四、管内流动基本知识
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一、流量测量基本概念
流量与流量计: 流量是单位时间内流过管道横截面或 明渠横断面的流体量。 流体量以质量表示时，称“质量流 量”，一般用qm表示；流体量以体积 表示时，称“体积流量”，一般用qv 表示。
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流量计量中常用物性参数
2、流体的粘度 ：
流体的粘度是表示流体内摩擦力大小的一个 参数，是造成流动阻力的根源。 所有实际流体在流动时都有阻止其流体质点 发生相对滑移的性质，这就是流体的粘性， 粘度就是用来度量流体粘性大小的参数。 各种流体的粘度都随流体的状态（温度T， 压力p）而变化 。
管内流动基本知识
2.1 速度分布 层流流动时 ：
rx 2 u x u max 1 ( ) R
紊流流动时 ：
rx u x u max (1 ) R
1 n
n为随雷诺数不同而变化的指数(7-10)
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层流速度分布 流向 最大流速 紊流速度分布 图 1—1 圆管内流速分布图
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定常流： 流量不随时间变化或变化非常缓慢的流 动。 脉动流： 流动是非定常的，流量随时间呈周期性 或非周期性不断变化。
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数学表达式
V qv u A t
m qm u A t
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瞬时流量
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通常，温度T上升，液体的粘度下降， 而气体的粘度上升。 一般工程计算中，液体的粘度只需考 虑温度对它的影响，而气体和水蒸汽 的粘度与温度T、压力P的关系十分密 切。
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表征流体的粘度常用的有三种：
动力粘度（） 运动粘度（） 恩氏粘度（E）
D
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管内流动基本知识
2、管内速度分布与平均流速 管内截面上的流速并不处处相等 一般的规律是：越靠近管壁，由于流体与管 壁的粘滞作用，流速越小，管壁上的流速为 零；越靠近管中心，由于流体与管壁的这种 粘滞作用越小，流速就越大，管道中心的流 速达最大值。
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四、管内流动基本知识
1、层流与紊流，雷诺数 层流流动时，管内流体分层流动，各流层之 间互不混杂而平行于管道轴线流动，流层间 没有流体质点的相互交换。流体通过一段管 道的压力降与流量成正比。 紊流流动时，管内流体不再分层流动，流体 质点除沿管道轴线方向运动外，还有剧烈的 径向运动。流体通过一段管道的压力降与流 量的平方成正比。
总量 : 在一段时间内流过管道横截面或明渠 横断面的流体总量称为“累积流量”， 也常被称为“总量”。
V qv dt
t1
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t2
m qm dt
t1
6
t2
流量计 : 测量管流或明渠流中流量或总量的仪器 称为流量计。 体积流量计：如容积式流量计、涡轮流 量计、涡街流量计、电磁流量计和超声 流量计等 ； 质量流量计：科里奥利质量流量计、热 式质量流量计等 。 返回
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管内流动基本知识
3、流动基本方程
流体在流经管道和流量计时必须遵守的几个 流动方程。主要有： 连续性方程 伯努利方程
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管内流动基本知识
3.1 连续性方程 流体被认为是由无数流体微团连续分布而组 成的连续介质，表征流体属性的密度、粘度、 速度、压力等物理量是可以连续变化的。 连续性方程实际上就是质量守恒定律在运动 流体中的具体应用
pv 常数
k
1
k为被测气体的等熵指数或绝热指数。
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当气体服从理想气体定律时，其等熵指数k 可用定压比热cp和定容比热cv之比（比热比） 来表示。即 c
k
p
cv
一般，单原子气体的等熵指数k为1.67，双原 子气体的等熵指数k为1.40，多原子气体的等 熵指数k为1.29 返回
工程计算中，一般管道直径单位以mm表示，而 且往往已知体积流量qv（单位用m3 / h表示）或 质量流量qm（单位用kg / h表示）而非流速u，在 这种情况下，雷诺数可用下面的实用公式来计 算： qm Re 0.354 D
qv Re 0.354 D
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雷诺数计算
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数学表达式 :
层流状态
q v u x dA u A A
u
R
0
r 2 2 u [ 1 ( ) ]rdr u x 2rdr max 1 R u max 2 2 2 R R
R 1
紊流状态
u
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R
0
r n 2 u x 2rdr 2u max 0 (1 ) rdr 2 n R u max 2 2 (2n 1)( n 1) R R
和 为液体的温度膨胀系数和体积压缩系数， 由于 很小，工程上往往可将液体视为不可
压缩流体 。
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流量计量中常用物性参数
1.2 气体的密度: p Tn Z n n pn T Z
Z为气体的压缩系数，是实际气体偏离理想 气体定律的一个校正系数 ，越是高压、低 温（即离液相越接近），越要考虑这一校 正系数。（101325Pa，293.15℃）
20℃的水， ＝1 cSt（1.004）柴油3-8 cSt
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流量计量中常用物性参数
2.3 恩氏粘度： 恩氏粘度是实验室用恩格勒粘度计测定的流 体粘度，它被定义为用200mL温度为tC的被 测流体流过恩格勒粘度计所需的时间t和温 度为20C的同体积蒸馏水流过同一恩格勒粘 度计所需的时间t0的比值。即 t 3 E Et 135 10 t t0 6
伯努利方程实际上就是能量守恒定律在运动 流体中的具体应用。 可以证明，当无粘性正压流体在有势外力作 用下作定常运动时，其总能量（位置势能、 压力能和流体动能之和）沿流线是守恒的。
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对于不可压缩流体
u2 gz 常数 2 p
对于可压缩绝热完全气体
k p u 常数 k 1 2
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判断管内流动是层流流动还是紊流流动的 判据是一个无量纲数 — 雷诺数Re。
Re ul
ul
对于圆管 Re 一般认为，管道雷诺数 Re D 2320 为层流状 态，而当雷诺数大于此值时，流动将开始 转变成紊流状态。
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uD
三、流量计量中常用物性参数
1、流体的密度 ： 单位体积内流体的质量，用符号表示。
m 单位：kg / m3 V
各种流体的密度都随流体的状态（温度 T，压力p）而变化 。
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流量计量中常用物性参数
1.1 液体的密度 ： 压力不变时，液体的密度计算公式 ： 20 [1 (t 20)] 温度不变时，液体的密度计算公式 ： 20 [1 ( p0 p)]
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数学表达式
1u1 A1 2 u2 A2 qm (t )
1u1 A1 2 u 2 A2 qm 常数
对于可压缩流体定常流动
对于不可压缩流体定常流动
u1 A1 u2 A2 常数
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管内流动基本知识
3.2 伯努利方程
家用自来水，D=20mm，流量qm=200kg / h （小于 DN20 水表的分界流量），求管道雷诺数。 qm Re 0.354 ＝0.354*200/20/0.001= 3540
D
空气流动， D=50mm，流量qv=10m3 / h（约1.3m/s 的流速烟能表示风向，但风向标尚不能指示风向），求管道雷诺数。 qv ＝ 0.354*10/50/14/10-6 = 5057 Re 0.354
通常采用动力粘度和运动粘度，有时 也采用恩氏粘度。
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流量计量中常用物性参数
2.1 动力粘度： du 牛顿内摩擦定律 ＝ dh 动力粘度η的单位Pa· s 与CGS单位制中的p（泊g / cm· s ），cp（厘 泊）等单位的换算关系 ： 1 Pa· s＝10 p（泊）＝1000cp（厘泊） 20℃的水，η＝1 cp（1.002）（20.2 ℃ 时1cp）