流量和流體(流體有哪些類型的流量和流速)
1.流體有哪些類型的流量和流速
流體的流量和流速，可分為質量流量、質量流速與體積流量、體積流速兩種。
質量流量是，單位時間內流過管道或設備的任一截面上的流體質量。質量流量通常用符號 G 表示，單位為 kg/s 。
體積流量是，單位時間內流過管道或設備的任一截面上的流體體積。體積流量通常用符號 V 表示，單位為 m3/s 。
質量流速是，單位時間內，管道或設備的單位截面上流過的流體質量。通常用符號 WG 表示，單位為 kg/s·m2 。
體積流速是，單位時間內，管道或設備的單位截面流過的流體體積。體積流速通常用符號 WV 表示，單位為 m3/s·m2 或 m/s 。
2.流體測量的基本原理和方法
流量測量方法 名詞與術語 ? 瞬時流量：單位時間內流過管道橫截面的流體量（m3/h、t/h）。
? 累計流量：在一段時間內流過管道橫截面的流體總量（m3、t）。 ? 流量計：用于測量管道中流量的計量器具稱為流量計。
主要的質量指標 ? 流量范圍：最大與最小可測范圍，該范圍內誤差不超過容許值。 ? 量程和量程比：量程是最大流量與最小流量之差；量程比是最大流量與最小流量之比，又稱范圍度。
測量誤差 基本誤差： 準確度：流量計示值接近被測流量真值的能力，稱為流量計的準確度。 準確度等級有：0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0級。
? 重復性：流量計在同一工作條件下，多次重復測量，其示值一致性的程度，反映儀表隨機性誤差的大小。 按測量對象劃分就有封閉管道和明渠兩大類； 按測量目的又可分為總量測量和流量測量，其儀表分別稱作總量表和流量計。
按測量原理分有力學原理、熱學原理、聲學原理、電學原理、光學原理、原子物理學原理等。 流量計簡介 流量測量方法和儀表的種類繁多。
工業(yè)用的流量儀表種類達100多種。品種如此之多的原因就在于至今還沒找到一種對任何流體、任何量程、任何流動狀態(tài)以及任何使用條件都適用的流量儀表。
本文按照目前最流行、最廣泛的分類法，分別介紹各種流量計的原理、特點、應用概況及國內外的發(fā)展情況。 序號 流量計種類 全球產量 百分比 1 差壓式流量計（孔板、文丘里） 45~55% 2 浮子流量計（又稱玻璃轉子流量計） 13~16% 3 容積式流量計（橢圓、腰輪、螺旋） 12~14% 4 渦輪流量計 9~11% 5 電磁流量計 5~6% 6 流體振蕩流量計（渦街、旋進） 2.2~3% 7 超聲流量計（時差式、多普勒） 1.6~2.2% 8 熱式流量計 2~2.5% 9 科里奧利質量流量計 0.9~1.2% 10 其他流量計（插入式流量計 1.6~2.2% 1.1差壓式流量計 差壓式流量計是根據安裝于管道中流量檢測件產生的差壓，已知的流體條件和檢測件與管道的幾何尺寸來計算流量的儀表。
差壓式流量計由一次裝置（檢測件）和二次裝置（差壓轉換和流量顯示儀表）組成。通常以檢測件形式對差壓式流量計分類，如孔板流量計、文丘里流量計、均速管流量計等。
二次裝置為各種機械、電子、機電一體式差壓計，差壓變送器及流量顯示儀表。它已發(fā)展為三化（系列化、通用化及標準化）程度很高的、種類規(guī)格龐雜的一大類儀表，它既可測量流量參數，也可測量其它參數（如壓力、物位、密度等）。
差壓式流量計的檢測件按其作用原理可分為：節(jié)流裝置、水力阻力式、離心式、動壓頭式、動壓頭增益式及射流式幾大類。 檢測件又可按其標準化程度分為二大類：標準的和非標準的。
所謂標準檢測件是只要按照標準文件設計、制造、安裝和使用，無須經實流標定即可確定其流量值和估算測量誤差。 非標準檢測件是成熟程度較差的，尚未列入國際標準中的檢測件。
差壓式流量計是一類應用最廣泛的流量計，在各類流量儀表中其使用量占居首位。近年來，由于各種新型流量計的問世，它的使用量百分數逐漸下降，但目前仍是最重要的一類流量計。
優(yōu)點： （1）應用最多的孔板式流量計結構牢固，性能穩(wěn)定可靠，使用壽命長； （2）應用范圍廣泛，至今尚無任何一類流量計可與之相比擬； （3）檢測件與變送器、顯示儀表分別由不同廠家生產，便于規(guī)模經濟生產。 缺點： （1）測量精度普遍偏低； （2）范圍度窄，一般僅3:1~4:1; (3)現(xiàn)場安裝條件要求高； （4）壓損大（指孔板、噴嘴等）。
應用概況： 差壓式流量計應用范圍特別廣泛，在封閉管道的流量測量中各種對象都有應用，如流體方面：單相、混相、潔凈、臟污、粘性流等；工作狀態(tài)方面：常壓、高壓、真空、常溫、高溫、低溫等；管徑方面：從幾mm到幾m；流動條件方面：亞音速、音速、脈動流等。它在各工業(yè)部門的用量約占流量計全部用量的1/4~1/3。
1.2 浮子流量計 浮子流量計，又稱轉子流量計，是變面積式流量計的一種，在一根由下向上擴大的垂直錐管中，圓形橫截面的浮子的重力是由液體動力承受的，從而使浮子可以在錐管內自由地上升和下降。 浮子流量計是僅次于差壓式流量計應用范圍最寬廣的一類流量計，特別在小、微流量方面有舉足輕重的作用。
80年代中期，日本、西歐、美國的銷售金額占流量儀表的15%~20%。我國產量1990年估計在12~14萬臺，其中95%以上為玻璃錐管浮子流量計。
特點： （1）玻璃錐管浮子流量計結構簡單，使用方便，缺點是耐壓力低，有玻璃管易碎的較大風險； （2）適用于小管徑和低流速； （3）壓力損失較低。 1.3容積式流量計 原理 結構 容積式流量計按其測量元件分類，可分為橢圓齒輪流量計、刮板流量計、雙轉子流量計、旋轉活塞流量計、往復活塞流量計、圓盤流量計、液封轉筒式流量計、濕式氣量計及膜式氣量計等。
特點 （1）計量精度高； （2）安裝管道條件對計量精度沒有影響； （3）可用于高粘度液體的測量； （4）范圍度寬； （5）直讀式儀表無需外部能源可直接獲得累計，總量，清晰明了，操作簡便。 缺點： （1）結果復雜，體積龐大； （2）被測介質種類、口徑、介質工作狀態(tài)局限性較大； （3）不。
3.流量計的相關知識
流量測量方法和儀表的種類繁多，分類方法也很多。
至今為止，可供工業(yè)用的流量儀表種類達60種之多。品種如此之多的原因就在于至今還沒找到一種對任何流體、任何量程、任何流動狀態(tài)以及任何使用條件都適用的流量儀表。
這60多種流量儀表，每種產品都有它特定的適用性，也都有它的局限性。按測量對象劃分就有封閉管道和明渠兩大類；按測量目的又可分為總量測量和流量測量，其儀表分別稱作總量表和流量計。
總量表測量一段時間內流過管道的流量，是以短暫時間內流過的總量除以該時間的商來表示，實際上流量計通常亦備有累積流量裝置，做總量表使用，而總量表亦備有流量發(fā)訊裝置。因此，以嚴格意義來分流量計和總量表已無實際意義。
按測量原理分有力學原理、熱學原理、聲學原理、電學原理、光學原理、原子物理學原理等。 本文按照目前最流行、最廣泛的分類法，即分為：容積式流量計、差壓式流量計、浮子流量計、渦輪流量計、電磁流量計、流體振蕩流量計中的渦街流量計、質量流量計和插入式流量計來分別闡述各種流量計的原理、特點、應用概況及國內外的發(fā)展情況。
1.1差壓式流量計 差壓式流量計是根據安裝于管道中流量檢測件產生的差壓，已知的流體條件和檢測件與管道的幾何尺寸來計算流量的儀表。 差壓式流量計由一次裝置（檢測件）和二次裝置（差壓轉換和流量顯示儀表）組成。
通常以檢測件形式對差壓式流量計分類，如孔板流量計、文丘里流量計、均速管流量計等。 二次裝置為各種機械、電子、機電一體式差壓計，差壓變送器及流量顯示儀表。
它已發(fā)展為三化（系列化、通用化及標準化）程度很高的、種類規(guī)格龐雜的一大類儀表，它既可測量流量參數，也可測量其它參數（如壓力、物位、密度等）。 差壓式流量計的檢測件按其作用原理可分為：節(jié)流裝置、水力阻力式、離心式、動壓頭式、動壓頭增益式及射流式幾大類。
檢測件又可按其標準化程度分為二大類：標準的和非標準的。 所謂標準檢測件是只要按照標準文件設計、制造、安裝和使用，無須經實流標定即可確定其流量值和估算測量誤差。
非標準檢測件是成熟程度較差的，尚未列入國際標準中的檢測件。 差壓式流量計是一類應用最廣泛的流量計，在各類流量儀表中其使用量占居首位。
近年來，由于各種新型流量計的問世，它的使用量百分數逐漸下降，但目前仍是最重要的一類流量計。 優(yōu)點： （1）應用最多的孔板式流量計結構牢固，性能穩(wěn)定可靠，使用壽命長； （2）應用范圍廣泛，至今尚無任何一類流量計可與之相比擬； （3）檢測件與變送器、顯示儀表分別由不同廠家生產，便于規(guī)模經濟生產。
缺點： （1）測量精度普遍偏低； （2）范圍度窄，一般僅3:1~4:1; (3)現(xiàn)場安裝條件要求高； （4）壓損大（指孔板、噴嘴等）。 應用概況： 差壓式流量計應用范圍特別廣泛，在封閉管道的流量測量中各種對象都有應用，如流體方面：單相、混相、潔凈、臟污、粘性流等；工作狀態(tài)方面：常壓、高壓、真空、常溫、高溫、低溫等；管徑方面：從幾mm到幾m；流動條件方面：亞音速、音速、脈動流等。
它在各工業(yè)部門的用量約占流量計全部用量的1/4~1/3。 1.2 浮子流量計 浮子流量計，又稱轉子流量計，是變面積式流量計的一種，在一根由下向上擴大的垂直錐管中，圓形橫截面的浮子的重力是由液體動力承受的，從而使浮子可以在錐管內自由地上升和下降。
浮子流量計是僅次于差壓式流量計應用范圍最寬廣的一類流量計，特別在小、微流量方面有舉足輕重的作用。 80年代中期，日本、西歐、美國的銷售金額占流量儀表的15%~20%。
我國產量1990年估計在12~14萬臺，其中95%以上為玻璃錐管浮子流量計。 特點： （1）玻璃錐管浮子流量計結構簡單，使用方便，缺點是耐壓力低，有玻璃管易碎的較大風險； （2）適用于小管徑和低流速； （3）壓力損失較低。
1.3容積式流量計 容積式流量計，又稱定排量流量計，簡稱PD流量計，在流量儀表中是精度最高的一類。它利用機械測量元件把流體連續(xù)不斷地分割成單個已知的體積部分，根據測量室逐次重復地充滿和排放該體積部分流體的次數來測量流體體積總量。
容積式流量計按其測量元件分類，可分為橢圓齒輪流量計、刮板流量計、雙轉子流量計、旋轉活塞流量計、往復活塞流量計、圓盤流量計、液封轉筒式流量計、濕式氣量計及膜式氣量計等。 優(yōu)點： （1）計量精度高； （2）安裝管道條件對計量精度沒有影響； （3）可用于高粘度液體的測量； （4）范圍度寬； （5）直讀式儀表無需外部能源可直接獲得累計，總量，清晰明了，操作簡便。
缺點： （1）結果復雜，體積龐大； （2）被測介質種類、口徑、介質工作狀態(tài)局限性較大； （3）不適用于高、低溫場合； （4）大部分儀表只適用于潔凈單相流體； （5）產生噪聲及振動。 應用概況： 容積式流量計與差壓式流量計、浮子流量計并列為三類使用量最大的流量計，常應用于昂貴介質（油品、天然氣等）的總量測量。
工業(yè)發(fā)達國家近年PD流量計（不包括家用煤氣表和家用水表）的銷售金額占流量儀表的13%~23%；我國約占20%,1990年產。
