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流量計(jì)量中常用的物性參數(shù)

更新時(shí)間:2017-02-20點(diǎn)擊次數(shù):1067

     在流量計(jì)測(cè)量和計(jì)算中,要使用到一些流體的物理性質(zhì)(流體物性),它們對(duì)流量測(cè)量的準(zhǔn)確度及流量計(jì)的選用都有很大影響。

  1.流量計(jì)流體的密度

  流體的密度由下式定義

  

 

  式中:ρ——流體密度,kg/m3;

  m——流體的質(zhì)量,kg;

  V——流體的體積,m3。

 ?。?)流量計(jì)液體的密度

  壓力不變時(shí),液體密度計(jì)算式為:

  ρ=ρ20[1-μ(t-20)]

  式中:ρ——溫度t時(shí)液體的密度,kg/m3;

  ρ20——20℃時(shí)液體的密度,kg/m3;

  μ——液體的體積膨脹系數(shù),1/℃;

  t——液體的溫度,℃。

  溫度不變時(shí),液體密度計(jì)算式為:

  ρ1=ρ0[1-β(ρ0-ρ1)]

  式中:ρ1——壓力p1時(shí)液體的密度,kg/m3;

  ρ0——壓力p0時(shí)液體的密度,;kg/m3;

  β——液體的體積壓縮系數(shù)1/Mpa;

  p0、p1——液體的壓力,Mpa。

  通常壓力的變化對(duì)液體密度的影響很小,在5Mpa以下可以忽略不計(jì),但是對(duì)于碳?xì)浠衔?,即使在較低壓力下,亦應(yīng)進(jìn)行壓力修正。

  (2)流量計(jì)氣體的密度

  工作狀態(tài)下干氣體的密度計(jì)算式為:

  

 

  式中:ρ——工作狀態(tài)下干氣體的密度,kg/m3;

  ρn——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(293.15k,101.325kPa)干氣體的密度,kg/m3;

  p——工作狀態(tài)下氣體的壓力,kPa;

  pn——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下壓力,kPa;

  T——工作狀態(tài)下氣體的溫度,K;

  Tn——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下溫度,293.15K;

  Zn——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體的壓縮系數(shù);

  Z——工作狀態(tài)下氣體的壓縮系數(shù)。

  2.流量計(jì)流體的粘度

  流體本身阻滯其質(zhì)點(diǎn)相對(duì)滑動(dòng)的性質(zhì)稱為流體的粘性。流體粘性的大小用粘度來度量。同*體的粘度隨流體的溫度和壓力而變化。通常溫度上升,液體的粘度下降,而氣體粘度上升。液體粘度只在很高壓力下才需進(jìn)行壓力修正,而氣體的粘度與壓力、溫度的關(guān)系十分密切。表征流體粘度常用有如下二種:

  (1)動(dòng)力粘度

  

 

  式中:η——流體動(dòng)力粘度,Pa·s;

  τ——單位面積上的內(nèi)摩擦力,

  Pa——速度梯度,1/s;

  u——流體流速,m/s;

  h——兩流體層間距離,m。

  (3)流量計(jì)運(yùn)動(dòng)粘度

  流體的動(dòng)力粘度與其密度的比值稱為運(yùn)動(dòng)粘度。

  

 

  式中:v ——運(yùn)動(dòng)粘度。

  3.熱膨脹率

  熱膨脹率是指流體溫度變化1℃時(shí)其體積的相對(duì)變化率,即:

  

 

  式中:β——流體的熱膨脹率,1/℃;

  V——流體原有體積,m3;

  △V——流體因溫度變化膨脹的體積,m3;

  △T——流體溫度變化值,℃。

  4.壓縮系數(shù)

  壓縮系數(shù)是指當(dāng)流體溫度不變,所受壓力變化時(shí),其體積的變化率,即:

  

 

  式中:K——流體的壓縮系數(shù),1/Pa;

  V——壓力為p時(shí)的流體體積m3;

  △V——壓力增加?p時(shí)流體體積的變化量,m3。

  5.雷諾數(shù)

  雷諾數(shù)是一個(gè)表征流體慣性力與粘性力之比的無量綱量,其定義為:

  

 

  式中:v——流體的平均速度,m/s;

  ι——流速的特征長(zhǎng)度,如在圓管中取管內(nèi)徑值,m;

  υ——流體的運(yùn)動(dòng)粘度,m2/s。

  如雷諾數(shù)小,粘性力占主要地位,粘性對(duì)整個(gè)流場(chǎng)的影響都是重要的。如雷諾數(shù)很大,則慣性力是主要的,粘性對(duì)流動(dòng)的影響只有在附面層內(nèi)或速度梯度較大的區(qū)域才是重要的。

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