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流量計量中常用的物性參數

2011年06月10日 09:59:44人氣:1664來源:上海華脈實業(yè)有限公司

           在流量計測量和計算中,要使用到一些流體的物理性質(流體物性),它們對流量測量的準確度及流量計的選用都有很大影響。

  1.流量計流體的密度

  流體的密度由下式定義

  

 

  式中:ρ——流體密度,kg/m3;

  m——流體的質量,kg;

  V——流體的體積,m3。

  (1)流量計液體的密度

  壓力不變時,液體密度計算式為:

  ρ=ρ20[1-μ(t-20)]

  式中:ρ——溫度t時液體的密度,kg/m3;

  ρ20——20℃時液體的密度,kg/m3;

  μ——液體的體積膨脹系數,1/℃;

  t——液體的溫度,℃。

  溫度不變時,液體密度計算式為:

  ρ1=ρ0[1-β(ρ0-ρ1)]

  式中:ρ1——壓力p1時液體的密度,kg/m3;

  ρ0——壓力p0時液體的密度,;kg/m3;

  β——液體的體積壓縮系數1/Mpa;

  p0、p1——液體的壓力,Mpa。

  通常壓力的變化對液體密度的影響很小,在5Mpa以下可以忽略不計,但是對于碳氫化合物,即使在較低壓力下,亦應進行壓力修正。

 ?。?)流量計氣體的密度

  工作狀態(tài)下干氣體的密度計算式為:

  

 

  式中:ρ——工作狀態(tài)下干氣體的密度,kg/m3;

  ρn——標準狀態(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——標準狀態(tài)下壓力,kPa;

  T——工作狀態(tài)下氣體的溫度,K;

  Tn——標準狀態(tài)下溫度,293.15K;

  Zn——標準狀態(tài)下氣體的壓縮系數;

  Z——工作狀態(tài)下氣體的壓縮系數。

  2.流量計流體的粘度

  流體本身阻滯其質點相對滑動的性質稱為流體的粘性。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行壓力修正,而氣體的粘度與壓力、溫度的關系十分密切。表征流體粘度常用有如下二種:

 ?。?)動力粘度

  

 

  式中:η——流體動力粘度,Pa·s;

  τ——單位面積上的內摩擦力,

  Pa——速度梯度,1/s;

  u——流體流速,m/s;

  h——兩流體層間距離,m。

 ?。?)流量計運動粘度

  流體的動力粘度與其密度的比值稱為運動粘度。

  

 

  式中:v ——運動粘度。

  3.熱膨脹率

  熱膨脹率是指流體溫度變化1℃時其體積的相對變化率,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

  壓縮系數是指當流體溫度不變,所受壓力變化時,其體積的變化率,即:

  

 

  式中:K——流體的壓縮系數,1/Pa;

  V——壓力為p時的流體體積m3;

  △V——壓力增加?p時流體體積的變化量,m3。

  5.雷諾數

  雷諾數是一個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——流速的特征長度,如在圓管中取管內徑值,m;

  υ——流體的運動粘度,m2/s。

  如雷諾數小,粘性力占主要地位,粘性對整個流場的影響都是重要的。如雷諾數很大,則慣性力是主要的,粘性對流動的影響只有在附面層內或速度梯度較大的區(qū)域才是重要的。

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