1.6流速与流量的测量 本节重点：孔板流量计与转子流量计的原理、特点等。 难点：流量方程的推导。 1.61测速管 测速度的结构与测量原理测速管又称皮托(Po)管，如图1-31所示，是由两根弯成 直角的同心套管组成，内管管口正对者管道中流体流动方向，外管的管口是封闭的，在外管 前端壁面四周开有若干测压小孔。为了减小误差，测速管的前端经常做成半球形以减少涡流。 测速管的内管与外管分别与U形压差计相连。 内管所测的是流体在A处的局部动能和静压能之和，称为冲压能。 内管A处： 台+ 由于外管壁上的测压小孔与流体流动方向平行，所以外管仅测 得流体的静压能，即 外管B处： U形压差计实际反映的是内管冲压能和外管静压能之差，即 告g-g-哈-8 图1-31测速管 则该处的局部速度为 (1-62) 将U形压差计公式(1-9)代入，可得 u=、 2Rg(Po-P) (1-62a)
1 1.6 流速与流量的测量 本节重点： 孔板流量计与转子流量计的原理、特点等。 难点： 流量方程的推导。 1.6.1 测速管 测速度的结构与测量原理 测速管又称皮托（Pitot）管，如图 1-31 所示，是由两根弯成 直角的同心套管组成，内管管口正对着管道中流体流动方向，外管的管口是封闭的，在外管 前端壁面四周开有若干测压小孔。为了减小误差，测速管的前端经常做成半球形以减少涡流。 测速管的内管与外管分别与 U 形压差计相连。 内管所测的是流体在 A 处的局部动能和静压能之和，称为冲压能。 内管 A 处： . 2 2 1 u pA p = + 由于外管壁上的测压小孔与流体流动方向平行，所以外管仅测 得流体的静压能，即 外管 B 处： pB p = U 形压差计实际反映的是内管冲压能和外管静压能之差，即 . 2 . 2 2 1 ) 2 1 ( u p u p pA pB p = − = + − = 则该处的局部速度为 p u = 2 . （1-62） 将 U 形压差计公式（1-9）代入，可得 2 ( ) 0 . − = Rg u （1-62a） 图 1-31 测速管
由此可知，测速管实际测得的是流体在管截面某处的点速度，因此利用测速管可以测得 流体在管内的速度分布。若要获得流量，可对速度分布曲线进行积分。也可以利用皮托管测 量管中心的最大流速 4x,利用图1-32所示的 关系查取最大速度与平均 速度的关系，求出管截面 的平均速度，进而计算出 流量，此法较常用。 测速管的安装 1.必须保证测量点位 Re 于均匀流段，一般要求测 图32 um与Re的关系 量点上、下游的直管长度 最好大于50倍管内径，至少也应大于8~12倍。 2.测速管管口截面必须垂直于流体流动方向，任何偏离都将导致负偏差。 3.测速管的外径d不应超过管内径d的1/50，即d<d50。 测速管对流体的阻力较小，适用于测量大直径管道中清洁气体的流速，若流体中含有固 体杂质时，易将测压孔堵塞，故不易采用。此外，测速管的压差读数教小，常常需要放大或 配微压计。 16.2孔板流量计 孔板流量计的结构与测量原理孔板流量计属于差压式流量计，是利用流体流经节流元 件产生的压力差来实现流量测量的。孔板流量计的节流元件为孔板，即中央开有圆孔的金属 板，其结构如图1-33所示。将孔板垂直安装 在管道中，以一定取压方式测取孔板前后两 端的压差，并与压差计相连，即构成孔板流 量计。 在图1-33中，流体在管道截面1-1’前， 以一定的流速流动，因后面有节流元件， 图1-33孔板流量计
2 由此可知，测速管实际测得的是流体在管截面某处的点速度，因此利用测速管可以测得 流体在管内的速度分布。若要获得流量，可对速度分布曲线进行积分。也可以利用皮托管测 量 管 中 心 的 最 大 流 速 max u ，利用图 1-32 所示的 关系查取最大速度与平均 速度的关系，求出管截面 的平均速度，进而计算出 流量，此法较常用。 测速管的安装 1.必须保证测量点位 于均匀流段，一般要求测 量点上、下游的直管长度 最好大于 50 倍管内径，至少也应大于 8～12 倍。 2.测速管管口截面必须垂直于流体流动方向，任何偏离都将导致负偏差。 3.测速管的外径 d0 不应超过管内径 d 的 1/50，即 d0<d/50。 测速管对流体的阻力较小，适用于测量大直径管道中清洁气体的流速，若流体中含有固 体杂质时，易将测压孔堵塞，故不易采用。此外，测速管的压差读数教小，常常需要放大或 配微压计。 1.6.2 孔板流量计 孔板流量计的结构与测量原理 孔板流量计属于差压式流量计，是利用流体流经节流元 件产生的压力差来实现流量测量的。孔板流量计的节流元件为孔板，即中央开有圆孔的金属 板，其结构如图 1-33 所示。将孔板垂直安装 在管道中，以一定取压方式测取孔板前后两 端的压差，并与压差计相连，即构成孔板流 量计。 在图 1-33 中，流体在管道截面 1-1′前， 以一定的流速 u1 流动，因后面有节流元件， 图 1-33 孔板流量计 图 1-32 u umax 与 Re 的关系
当到达截面1-1'后流束开始收缩，流速即增加。由于惯性的作用，流束的最小截面并不在孔 口处，而是经过孔板后仍继续收缩，到截面2-2'达到最小，流速，达到最大。流束截面最小 处称为缩脉。随后流束又逐渐扩大，直至截面33'处，又恢复到原有管截面，流速也降低到 原来的数值。 流体在缩脉处，流速最高，即动能最大，而相应压力就最低，因此当流体以一定流量流 经小孔时，在孔前后就产生一定的压力差△p=,一P2。流量愈大，△p也就愈大，所以利用 测量压差的方法就可以测量流量。 孔板流量计的流量方程孔板流量计的流量与压差的关系，可由连续性方程和柏努利方 程推导。 如图，在11'截面和2-2'截面间列柏努利方程，暂时不计能量损失，有 县+=会+ 变形得 G-G-卫-卫2 2 或 医陪 由于上式未考虑能量损失，实际上流体流经孔板的能量损失不能忽略不计：另外，缩脉 位置不定，山未知，但孔口面积4已知，为便于使用可用孔口速度替代缩脉处速度：同 时两测压孔的位置也不一定在1-1'和2-2'截面上，所以引入一校正系数C来校正上述各因 素的影响，则上式变为： 属-=cg (1-63) 根据连续性方程，对于不可压缩性流体得 将上式代入式(163)，整理后得
3 当到达截面 1-1′后流束开始收缩，流速即增加。由于惯性的作用，流束的最小截面并不在孔 口处，而是经过孔板后仍继续收缩，到截面 2-2′达到最小，流速 u2 达到最大。流束截面最小 处称为缩脉。随后流束又逐渐扩大，直至截面 3-3′处，又恢复到原有管截面，流速也降低到 原来的数值。 流体在缩脉处，流速最高，即动能最大，而相应压力就最低，因此当流体以一定流量流 经小孔时，在孔前后就产生一定的压力差 p = p1 − p2 。流量愈大， p 也就愈大，所以利用 测量压差的方法就可以测量流量。 孔板流量计的流量方程 孔板流量计的流量与压差的关系，可由连续性方程和柏努利方 程推导。 如图，在 1-1′截面和 2-2′截面间列柏努利方程，暂时不计能量损失，有 2 2 2 2 1 1 2 1 2 1 u p u p + = + 变形得 1 2 2 1 2 2 2 u u p − p = − 或 p u u − = 2 2 1 2 2 由于上式未考虑能量损失，实际上流体流经孔板的能量损失不能忽略不计；另外，缩脉 位置不定，A2 未知，但孔口面积 A0 已知，为便于使用可用孔口速度 u0 替代缩脉处速度 u2；同 时两测压孔的位置也不一定在 1-1′和 2-2′截面上，所以引入一校正系数 C 来校正上述各因 素的影响，则上式变为： p u u C − = 2 2 1 2 0 （1-63） 根据连续性方程， 对于不可压缩性流体得 1 0 1 0 A A u = u 将上式代入式（1-63），整理后得
4= C249 (1-64) ,-(Vp A C=-c 则 wC (1-65 将U形压差计公式(1-9)代入式(1-65)中，得 2Rg(P-P】 165 根据即可计算流体的体积流量 2Rg(Po-p) 1-66 p 及质量流量 ms =CoA2Rgp(Po-p) (1-67) 式中C称为流量系数或孔流系数，其值由实 验测定。C主要取决于管道流动的雷诺数Re、孔面 积与管道面积比A/A,同时孔板的取压方式、加 工精度、管壁粗糙度等因素也对其有一定的影响。 对于取压方式、结构尺寸、加工状况均已规定的标 准孔板，流量系数C可以表示为 C.=f(Re. (1-68) 式中Re是以管道的内径d1计算的雷诺数，即 Re=dipu 23 图1-34标准孔板的流量系数 对于按标准规格及精度制作的孔板，用角接取
4 p A A C u − = 2 1 ( ) 2 1 0 0 （1-64） 令 2 1 0 0 1 ( ) A A C C − = 则 p u C = 2 0 0 （1-65） 将 U 形压差计公式（1-9）代入式（1-65）中，得 2 ( ) 0 0 0 − = Rg u C （1-65a） 根据 u0 即可计算流体的体积流量 2 ( ) 0 0 0 0 0 − = = Rg VS u A C A (1-66) 及质量流量 2 ( ) mS = C0A0 Rg 0 − （1-67） 式中 C0 称为流量系数或孔流系数，其值由实 验测定。C0 主要取决于管道流动的雷诺数 Re、孔面 积与管道面积比 A0 A1 , 同时孔板的取压方式、加 工精度、管壁粗糙度等因素也对其有一定的影响。 对于取压方式、结构尺寸、加工状况均已规定的标 准孔板，流量系数 C0 可以表示为 (Re, ) 1 0 0 A A C = f (1-68) 式中 Re 是以管道的内径 d1 计算的雷诺数，即 1 1 Re d u = 对于按标准规格及精度制作的孔板，用角接取 图 1-34 标准孔板的流量系数
压法安装在光滑管路中的标准孔板流量计，实验测得的Co与R、A,/A的关系曲线如图1-34 所示。从图中可以看出，对于A/A相同的标准孔板，C只是R的函数，并随Re的增大而 减小。当增大到一定界限值之后，C不再随R变化，成为一个仅取决于A/4的常数。选 用或设计孔板流量计时，应尽量使常用流量在此范围内。常用的C值为0.6~0.7。 用式(1-66)或(1-67)计算流体的流量时，必须先确定流量系数C0,但C。又与Re有关， 而管道中的流体流速又是未知，故无法计算Re值，此时可采用试差法。即先假设Re超过R© 界限值R,由A/A从图1-34中查得Co,然后根据式(1-66)或(1-67)计算流量，再计 算管道中的流速及相应的Re。若所得的Re值大于界限值R©c,则表明原来的假设正确，否则 需重新假设C,重复上述计算，直至计算值与假设值相符为止。 由式(1-66)可知，当流量系数C为常数时， R 或 RaVs 表明U形压差计的读数R与流量的平方成正比，即流量的少量变化将导致读数R较大 的变化，因此测量的灵敏度较高。此外，由以上关系也可以看出，孔板流量计的测量范围受U 形压差计量程的限制，同时考虑到孔板流量计的能量损失随流量的增大而迅速的增加，故孔 板流量计不适于测量流量范围较大的场合。 孔板流量计的安装与优缺点孔板流量计安装时，上、下游需要有一段内径不变的直管 作为稳定段，上游长度至少为管径的10倍，下游长度为管径的5倍。 孔板流量计结构简单，制造与安装都方便，其主要缺点是能量损失较大。这主要是由于 流体流经孔板时，截面的突然缩小与扩大形成大量涡流所致。如前所述，虽然流体经管口后 某一位置（图134中的33”截面）流速己恢复与孔板前相同，但静压力却不能恢复，产生了 永久压力降，即△p,=P,一P此压力降随面积比A/4的减小而增大。同时孔口直径减小 时，孔速提高，读数R增大，因此设计孔板流量计时应选择适当的面积比A/A以期兼顾到 U形压差计适宜的读数和允许的压力降。 例20℃苯在中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 的标淮孔板流量计。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(mh)
5 压法安装在光滑管路中的标准孔板流量计，实验测得的 C0 与 Re、A0 A1 的关系曲线如图 1-34 所示。从图中可以看出，对于 A0 A1 相同的标准孔板，C0 只是 Re 的函数，并随 Re 的增大而 减小。当增大到一定界限值之后，C0 不再随 Re 变化，成为一个仅取决于 A0 A1 的常数。选 用或设计孔板流量计时，应尽量使常用流量在此范围内。常用的 C0 值为 0.6～0.7。 用式（1-66）或（1-67）计算流体的流量时，必须先确定流量系数 C0，但 C0 又与 Re 有关， 而管道中的流体流速又是未知，故无法计算 Re 值，此时可采用试差法。即先假设 Re 超过 Re 界限值 ReC， 由 A0 A1 从图 1-34 中查得 C0，然后根据式（1-66）或（1-67）计算流量，再计 算管道中的流速及相应的 Re。若所得的 Re 值大于界限值 ReC, 则表明原来的假设正确，否则 需重新假设 C0，重复上述计算，直至计算值与假设值相符为止。 由式（1-66）可知，当流量系数 C0 为常数时， VS R 或 2 R VS 表明 U 形压差计的读数 R 与流量的平方成正比，即流量的少量变化将导致读数 R 较大 的变化，因此测量的灵敏度较高。此外，由以上关系也可以看出，孔板流量计的测量范围受 U 形压差计量程的限制，同时考虑到孔板流量计的能量损失随流量的增大而迅速的增加，故孔 板流量计不适于测量流量范围较大的场合。 孔板流量计的安装与优缺点 孔板流量计安装时，上、下游需要有一段内径不变的直管 作为稳定段，上游长度至少为管径的 10 倍，下游长度为管径的 5 倍。 孔板流量计结构简单，制造与安装都方便，其主要缺点是能量损失较大。这主要是由于 流体流经孔板时，截面的突然缩小与扩大形成大量涡流所致。如前所述，虽然流体经管口后 某一位置（图 1-34 中的 3-3′截面）流速已恢复与孔板前相同，但静压力却不能恢复，产生了 永久压力降，即 p f = p1 − p3 。此压力降随面积比 A0 A1 的减小而增大。同时孔口直径减小 时，孔速提高，读数 R 增大，因此设计孔板流量计时应选择适当的面积比 A0 A1 以期兼顾到 U 形压差计适宜的读数和允许的压力降。 例 20℃苯在φ133×4mm 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）
解：查得20℃苯的物性：p=880kgm3,4=0.67×10-3Pas 面积比 设Re>Rec,由图1-34查得：C。=0.648,Rcc=1,5×103 由式(1-66)，苯的体积流量： V's =CoAo 2Rg(P。-D =0.648x0.785×00752x008x981x3600-80-00136m6=48,96m7h 880 校Re:管内的流速=上- 0.0136 等407x012g1lms 管道的Re Re-4_0125×880x1l-1.81x10>Ree 0.67x10-3 故假设正确，以上计算有效。苯在管路中的流量为48.96mh。 l.6.3文丘里(Venturi)流量计 孔板流量计的主要缺点是能量损失较大，其原因在于孔板前后的突然缩小与突然扩大。若 用一段渐缩、渐扩管代替孔板，所构成的流量计称为文丘里流量计或文氏流量计，如图1-35 所示。当流体经过文丘里管 时，由于均匀收缩和逐渐扩 大，流速变化平缓，涡流较少， 故能量损失比孔板大大减少。 文丘里流量计的测量原 图1-35文丘里流量计 理与孔板流量计相同，也属于差压式流量计。其流量公式也与孔板流量计相似，即 -G4匹公-回 (1-69) 式中Cv一一文丘里流量计的流量系数（约为0.98~0.99）： A0一一喉管处截面积，m2。 由于文丘里流量计的能量损失较小，其流量系数较孔板大，因此相同压差计读数R时流 6
6 解：查得 20℃苯的物性： 3 = 880kg/m ， 0.67 10 Pa s 3 = − 面积比 ) 0.36 125 75 ( ) ( 2 2 1 0 1 0 = = = d d A A 设 Re Re c ，由图 1-34 查得： C0 = 0.648， 5 Re c = 1.510 由式（1-66），苯的体积流量： 0.0136m /s 48.96m /h 880 2 0.08 9.81 (13600 880) 0.648 0.785 0.075 2 ( ) 2 3 3 0 0 0 = = − = − = Rg VS C A 校核 Re： 管内的流速 1.1m/s 0.785 0.125 0.0136 4 2 2 1 = = = d V u S 管道的 Re c d u 1.81 10 Re 0.67 10 0.125 880 1.1 Re 5 3 1 = = = − 故假设正确，以上计算有效。苯在管路中的流量为 48.96m3 /h。 1.6.3 文丘里（Venturi）流量计 孔板流量计的主要缺点是能量损失较大，其原因在于孔板前后的突然缩小与突然扩大。若 用一段渐缩、渐扩管代替孔板，所构成的流量计称为文丘里流量计或文氏流量计，如图 1-35 所示。当流体经过文丘里管 时，由于均匀收缩和逐渐扩 大，流速变化平缓，涡流较少， 故能量损失比孔板大大减少。 文丘里流量计的测量原 理与孔板流量计相同，也属于差压式流量计。其流量公式也与孔板流量计相似，即 2 ( ) 0 0 − = Rg VS CV A (1-69) 式中 CV——文丘里流量计的流量系数（约为 0.98～0.99）； A0——喉管处截面积，m2。 由于文丘里流量计的能量损失较小，其流量系数较孔板大，因此相同压差计读数 R 时流 图 1-35 文丘里流量计
量比孔板大。文丘里流量计的缺点是加工较难、精度要求高，因而造价高，安装时需占去一 定管长位置。 1.6.4转子流量计 转子流量计的结构与测量原理转子流量计的结构如图 1-36所示，是由一段上粗下细的锥形玻璃管（锥角约在4°左右）》 和管内一个密度大于被测流体的固体转子（或称浮子）所构成。 流体自玻璃管底部流入，经过转子和管壁之间的环隙，再从顶 部流出。 管中无流体通过时，转子沉在管底部。当被测流体以一定的 流量流经转子与管壁之间的环隙时，由于流道截面减小，流速 增大，压力随之降低，于是在转子上、下端面形成一个压差 将转子托起，使转子上浮。随转子的上浮，环隙面积逐渐增大， 流体入口 流速减小，压力增加，从而使转子两端的压差降低。当转子上 浮至某一定高度时，转子两端面压差造成的升力恰好等于转子 图1-36转子流量计 1一锥形硬玻璃管：2一一刻度 的重力时，转子不再上升，而悬浮在该高度。转子流量计玻璃 3一一突缘填函盖板：4一转子 管外表面上刻有流量值，根据转子平衡时其上端平面所处的位置，即可读取相应的流量。 转子流量计的流量方程转子流量计的流量方程可根据转子受 力平衡导出。 在图1-37中，取转子下端截面为1-1'上端藏面为00'，用 PA,P,分别表示转子的体积、最大截面积和密度。当转子处 于平衡位置时，转子两端面压差造成的升力等于转子的重力，即 (P-Po)Ar=P V1g (1-70) 图137转子流量计流动示意图 P、P的关系可在1'和0-0'截面间列柏努利方程获得： 合+号+g=合+号+8 整理得 p-%=(eo-)pg+号(u-4) 将上式两端同乘以转子最大截面积4，则有
7 量比孔板大。文丘里流量计的缺点是加工较难、精度要求高，因而造价高，安装时需占去一 定管长位置。 1.6.4 转子流量计 转子流量计的结构与测量原理 转子流量计的结构如图 1-36 所示，是由一段上粗下细的锥形玻璃管（锥角约在 4°左右） 和管内一个密度大于被测流体的固体转子（或称浮子）所构成。 流体自玻璃管底部流入，经过转子和管壁之间的环隙，再从顶 部流出。 管中无流体通过时，转子沉在管底部。当被测流体以一定的 流量流经转子与管壁之间的环隙时，由于流道截面减小，流速 增大，压力随之降低，于是在转子上、下端面形成一个压差， 将转子托起，使转子上浮。随转子的上浮，环隙面积逐渐增大， 流速减小，压力增加，从而使转子两端的压差降低。当转子上 浮至某一定高度时，转子两端面压差造成的升力恰好等于转子 的重力时，转子不再上升，而悬浮在该高度。转子流量计玻璃 管外表面上刻有流量值，根据转子平衡时其上端平面所处的位置，即可读取相应的流量。 转子流量计的流量方程 转子流量计的流量方程可根据转子受 力平衡导出。 在图 1-37 中，取转子下端截面为 1-1′上端截面为 0-0′，用 Vf、Af、 f 分别表示转子的体积、最大截面积和密度。当转子处 于平衡位置时，转子两端面压差造成的升力等于转子的重力，即 ( p1 − p0 )Af = fVf g （1-70） 1 p 、 0 p 的关系可在 1-1′和 0-0′截面间列柏努利方程获得： z g p u z g p u 0 2 0 0 1 2 1 1 2 2 + + = + + 整理得 ( ) 2 ( ) 2 1 2 p1 − p0 = z0 − z1 g + u0 − u 将上式两端同乘以转子最大截面积 Af，则有 图 1-36 转子流量计 1——锥形硬玻璃管；2——刻度； 3——突缘填函盖板；4——转子 图 1-37 转子流量计流动示意图 u 0 0′ 1′ 0 1
(p1-Pa)4y=A(30-)pg+A号(6-) (1-71) 由此可见，流体作用于转子的升力(P,一P)4,由两部分组成：一部分是两截面的位差。 此部分作用于转子的力即为流体的浮力，其大小为A,(仁。一)P8即'，Pg:另一部分是两截 面的动能差，其值为4，号(-). 将式(1-70)与(1-71)联立，得 y(p,-pg=A,号G-ui (1-72) 根据连续性方程 4 将上式代入式(12)中，有 o,-pg=4,G1-( 1 整理得 2V(P1-P)8 4= (1-73) PA 考虑到表面摩擦和转子形状的影响，引入校正系数C,则有 2(P:-P)V18 (1-74) 此式即为流体流过环隙时的速度计算式，C又称为转子流量计的流量系数。 转子流量计的体积流量为 2Pr-pΨr8 (1-75) 式中A奴为转子上端面处环隙面积。 转子流量计的流量系数CR与转子的形状和流体流过环隙时的R有关。对于一定形状的 转子，当Re达到一定数值后，CR为常数。 由式(1-74)可知，对于一定的转子和被测流体，'Ar Pr p为常数，当Re较大 时，C也为常数，故。为一定值，即无论转子停在任何一个位置，其环隙流速山。是恒定的
8 ( ) 2 ( ) ( ) 2 1 2 p1 − p0 Af = Af z0 − z1 g + Af u0 − u （1-71） 由此可见，流体作用于转子的升力 p p Af ( ) 1 − 0 由两部分组成：一部分是两截面的位差， 此部分作用于转子的力即为流体的浮力，其大小为 Af (z0 − z1 )g 即 Vf g ；另一部分是两截 面的动能差，其值为 ( ) 2 2 1 2 Af u0 − u 。 将式（1-70）与（1-71）联立，得 ( ) 2 ( ) 2 1 2 Vf f − g = Af u0 − u （1-72） 根据连续性方程 1 0 1 0 A A u = u 将上式代入式（1-72）中，有 − = − 2 1 2 0 0 1 ( ) 2 ( ) A A Vf f g Af u 整理得 f f f A V g A A u 2 ( ) 1 1 2 1 0 0 − − = （1-73） 考虑到表面摩擦和转子形状的影响，引入校正系数 CR，则有 f f f R A V g u C 2( ) 0 − = （1-74） 此式即为流体流过环隙时的速度计算式，CR又称为转子流量计的流量系数。 转子流量计的体积流量为 f f f R R A V g Vs C A 2( − ) = （1-75） 式中 AR为转子上端面处环隙面积。 转子流量计的流量系数 CR 与转子的形状和流体流过环隙时的 Re 有关。对于一定形状的 转子，当 Re 达到一定数值后，CR为常数。 由式（1-74）可知，对于一定的转子和被测流体， Vf、Af、 f、 为常数，当 Re 较大 时，CR也为常数，故 0 u 为一定值，即无论转子停在任何一个位置，其环隙流速 0 u 是恒定的
而流量与环隙面积成正比即VA®，由于玻璃管为下小上大的锥体，当转子停留在不同高 度时，环隙面积不同，因而流量不同。 当流量变化时，力平衡关系式(10)并未改变，也即转子上、下两端面的压差为常数。 所以转子流量计的特点为恒压差、恒环隙流速而变流通面积，属于截面式流量计。与之相反 孔板流量计则是恒流通面积，而压差随流量变化，为差压式流量计。 转子流量计的刻度换算转子流量计上的刻度，是在出厂前用某种流体进行标定的。一 般液体流量计用20℃的水（密度为1000kgm3)标定，而气体流量计则用20℃和101.3kPa下 的空气（密度为12kgm3)标定。当被测流体与上述条件不符时，应进行刻度换算 假定Ck相同，在同一刻度下，有 =- (1-76) Vs VP:(er-A) 式中下标1表示标定流体的参数，下标2表示实际被测流体 的参数。 对于气体转子流量计，因转子材料的密度远大于气体密度， 式(1-76)可简化为 (1-76a 转子流量计必须垂直安装在管路上，为便于检修，应设置如 图1-38所示的支路。 转子流量计读数方便，流动阻力很小，测量范围宽，测量精 图1-38转子流量计安装示意图 度较高，对不同的流体适用性广。缺点是玻璃管不能经受高温和 高压，在安装使用过程中玻璃容易破碎。 例某气体转子流量计的量程范围为4~60mh。现用来测量压力为60Pa(表压)、温度 为50℃的氨气，转子流量计的读数应如何校正？此时流量量程的范围又为多少？（设流量系 数CR为常数，当地大气压为1013kPa) 解：操作条件下氨气的密度： A-2-013+60007-=1022em RT 8.31×(273+50)
9 而流量与环隙面积成正比即 VS AR ，由于玻璃管为下小上大的锥体，当转子停留在不同高 度时，环隙面积不同，因而流量不同。 当流量变化时，力平衡关系式（1-70）并未改变，也即转子上、下两端面的压差为常数， 所以转子流量计的特点为恒压差、恒环隙流速而变流通面积，属于截面式流量计。与之相反， 孔板流量计则是恒流通面积，而压差随流量变化，为差压式流量计。 转子流量计的刻度换算 转子流量计上的刻度，是在出厂前用某种流体进行标定的。一 般液体流量计用 20℃的水（密度为 1000kg/m3）标定，而气体流量计则用 20℃和 101.3kPa 下 的空气（密度为 1.2kg/m3）标定。当被测流体与上述条件不符时，应进行刻度换算。 假定 CR相同，在同一刻度下，有 ( ) ( ) 2 1 1 2 1 2 − − = f f S S V V （1-76 ） 式中下标 1 表示标定流体的参数，下标 2 表示实际被测流体 的参数。 对于气体转子流量计，因转子材料的密度远大于气体密度， 式（1-76）可简化为 2 1 1 2 S S V V （1-76a） 转子流量计必须垂直安装在管路上，为便于检修，应设置如 图 1-38 所示的支路。 转子流量计读数方便，流动阻力很小，测量范围宽，测量精 度较高，对不同的流体适用性广。缺点是玻璃管不能经受高温和 高压，在安装使用过程中玻璃容易破碎。 例 某气体转子流量计的量程范围为 4～60m3 /h。现用来测量压力为 60kPa（表压）、温度 为 50℃的氨气，转子流量计的读数应如何校正？此时流量量程的范围又为多少？（设流量系 数 CR为常数，当地大气压为 101.3 kPa） 解：操作条件下氨气的密度： 3 3 2 1.022kg/m 8.31 (273 50) (101.3 60) 10 0.017 = + + = = RT pM 图 1-38 转子流量计安装示意图
即同一刻度下，氨气的流量应是空气流量的1.084倍。 此时转子流量计的流量范围为4×1.084~60×1.084m3h,即4.34~65.0m3h
10 1.084 1.022 1.2 2 1 1 2 = = S S V V 即同一刻度下，氨气的流量应是空气流量的 1.084 倍。 此时转子流量计的流量范围为 4×1.084～60×1.084m3 /h，即 4.34～65.0 m3 /h
