1 差壓變送器是如何能測量流體流量的？

    差壓變送器本身只能測量流體的兩點(diǎn)壓力差值，若測量流體流量還需要與節(jié)流裝置（如標(biāo)準(zhǔn)孔板、文丘里管等）或取壓裝置（如均速管、彎管等）配合使用，才能測量出來流體的流量。根據(jù)伯努利方程和流體連續(xù)性原理：在流體流動的管道中裝有阻尼件，讓流體經(jīng)過阻尼件，在阻尼件前后就會產(chǎn)生壓力的差值，成為壓差或差壓，差壓與流量有一定的函數(shù)關(guān)系。根據(jù)伯努利方程：

    從式（1-1、1-2、1-3、1-4）中看出：伯努利方程是一個能量平衡方程，當(dāng)在流體流動的管道中裝有阻尼件，流體經(jīng)過阻尼件前后時，能量發(fā)生變化，靜壓能減少動能增加，從而形成壓差與動能的函數(shù)關(guān)系，動能與流體流速的函數(shù)關(guān)系為動能與流速平方為正比例關(guān)系，即差壓與流速平方成正比例。這就是差壓變送器測量流體流量的基本原理。

    2 節(jié)流裝置的測量原理是什么？其計算公式如何推導(dǎo)的？

    節(jié)流裝置前后流動特性如圖1所示。當(dāng)充滿圓管的單相流體通過管道中安裝的節(jié)流裝置時，流體的流束在節(jié)流件處形成局部收縮，流速增大、靜壓降低，并在節(jié)流件前后產(chǎn)生壓力差，此差壓值與流體的流量有確定的數(shù)值關(guān)系。因此只要測量出差壓值，就可以得到流體通過管道的流量大小。

    節(jié)流裝置計算公式是利用伯努力方程和連續(xù)方程推導(dǎo)出來的。推導(dǎo)的方法是根據(jù)理想流體流經(jīng)典型節(jié)流裝置的特性，然后結(jié)合實(shí)際情況給以修正。
    見圖1（a）中截面1和截面2，截面1是流體流束收縮前的截面，截面2是流束收縮最小的截面，根據(jù)兩個原理方程：


    式（2-1）、（2-2）、（2-3）、（2-4）為理想液體及典型節(jié)流裝置中流速與差壓的關(guān)系式。
    式中：
    p1′、p2 ′—截面1和截面2處的靜壓；
    U1′、U2′—截面1和截面2處的平均流速；
    ρ1、ρ2 —截面1和截面2處的流體密度；
    μ — 流束收縮系數(shù)（A2=μA0 ）；
    A1、A2 —截面1和截面2處流體流通面積；
    A0 —節(jié)流孔面積；
    β —節(jié)流裝置的直徑比；
    d —節(jié)流件開孔直徑；
    D —管道內(nèi)徑。

    下面針對實(shí)際工作條件對理想流體和典型節(jié)流裝置逐項(xiàng)進(jìn)行修正：


    （5）對于可壓縮氣體，不再滿足ρ1=ρ2 的條件，把可壓縮氣體的條件的影響全部集中在流束膨脹系數(shù)ε上；

    （6）流出系數(shù)C與流量系數(shù)α的關(guān)系
        α =E C

    其中E為漸進(jìn)速度系數(shù)，表示孔板流量計上游管道內(nèi)流速與孔板處的流速數(shù)學(xué)關(guān)系式，即：

    C為流量計的實(shí)際流量與理論流量值之比，是一個純數(shù)。

    將上述因素綜合修正后，計算公式為：

式中：
    qm —質(zhì)量流量kg/s；
    qV —體積流量m³/s；
    C —流出系數(shù)（無量綱）；
    ε —可膨脹系數(shù)（無量綱）；
    β —直徑比 β=d/D；
    d —設(shè)計條件下節(jié)流件的孔徑 m；
    D —設(shè)計條件下上游管道內(nèi)徑 m；
    Δp —差壓 Pa；
    ρ —上游流體密度 kg/m³