[科普中國(guó)]-體積流量

體積流量（Volume Flowrate）是單位時(shí)間里通過(guò)過(guò)流斷面的流體體積，簡(jiǎn)稱(chēng)流量，以Q表示。氣體體積流量系指單位時(shí)間輸送管道中流過(guò)的氣體體積。氣體體積有工作狀態(tài)下體積和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下體積之分，它們都是指在某個(gè)壓力和某個(gè)溫度情況下的體積，后者是指壓力為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、溫度為0℃（或20℃）時(shí)的氣體體積。

定義氣體體積流量系指單位時(shí)間輸送管道中流過(guò)的氣體體積。氣體體積有工作狀態(tài)下體積和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下體積之分，它們都是指在某個(gè)壓力和某個(gè)溫度情況下的體積，后者是指壓力為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、溫度為0℃（或20℃）時(shí)的氣體體積。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)溫度多數(shù)指0℃，僅在某些場(chǎng)合，例如鼓風(fēng)機(jī)的流量，因多指風(fēng)機(jī)的入口狀態(tài)，所以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)溫度采用的是20℃。由于使用工作狀態(tài)流量參數(shù)時(shí)，需說(shuō)明相應(yīng)的工作溫度和壓力，這樣比較麻煩，并且在人們的腦海中不容易建立一個(gè)量的概念，因此，在工程中常使用標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)流量作為測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。

既然氣體的體積流量是指標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下的流量，那么，當(dāng)介質(zhì)溫度和壓力偏離設(shè)定狀態(tài)時(shí)，儀表測(cè)量的示值就會(huì)產(chǎn)生變化。1

流量計(jì)類(lèi)型及計(jì)算公式溫度壓力變化對(duì)體積流量造成的誤差

1直接輸出式流量計(jì)

所謂直接輸出的流量計(jì)是指流量信號(hào)不用開(kāi)方處理的流量計(jì)，例如渦街流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)等。

根據(jù)氣體狀態(tài)方程PV=CT （1），可知式中，P，T，V分別為氣體的壓力、溫度，以及在此溫度下的體積；C為常數(shù)。

對(duì)于某確定被測(cè)對(duì)象，其管道直徑確定后，式（1）可改寫(xiě)為式（2）和式（3）。

（2）

（3）

式中，Q為體積流量；P1S，T1S，Q1S，P1W，T1W，Q1W分別為選擇直接輸出式流量計(jì)時(shí)計(jì)算和實(shí)際運(yùn)行時(shí)其壓力、溫度和流量值。由此可得壓力、溫度偏離設(shè)定值P1S和T1S時(shí)造成的流量誤差為

（4）

2差壓式流量計(jì)

采用節(jié)流裝置測(cè)量流量時(shí)，視被測(cè)氣體為不可壓縮氣體，其流量與節(jié)流裝置兩端的差壓ΔP的關(guān)系為

（5）

式中，K為常數(shù)；r為隨壓力、溫度變化的氣體密度，并可用下式表達(dá)：

（6）

式中，rn為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（壓力為Pn，溫度為T(mén)n）下被測(cè)氣體的密度。由式（5）和式（6）得到節(jié)流裝置在設(shè)定壓力、溫度下和在某個(gè)工作壓力、溫度下的體積流量表達(dá)式為：

（7）

（8）

上述式中，P2S，T2S，Q2S，P2W，T2W，Q2W分別為選擇差壓式流量計(jì)時(shí)計(jì)算和實(shí)際運(yùn)行時(shí)其壓力、溫度和流量值。 由式（7）和式（8）得到壓力、溫度偏離設(shè)定值時(shí)造成的誤差為：

（9）12

修正方法（1）被測(cè)介質(zhì)在實(shí)際運(yùn)行中，由于壓力、溫度偏離設(shè)定值，所以會(huì)給流量的示值帶來(lái)不同程度的誤差。因此，作為計(jì)量用的能源介質(zhì)流量測(cè)量，都應(yīng)考慮溫度和壓力修正。

（2）對(duì)于不作為計(jì)量用的氣體流量測(cè)量，如果已獲得溫度、壓力信號(hào)，也應(yīng)該考慮溫度和壓力修正。因?yàn)楫?dāng)今的二次儀表或作為二次儀表使用的各種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（DCS，PLC，IPC等）都具有溫度和壓力修正功能，已無(wú)需像以前老式儀表那樣搭接一個(gè)復(fù)雜的能滿(mǎn)足功能要求的儀表硬件系統(tǒng)。

（3）對(duì)于常溫、常壓下的氣體，也就是說(shuō)，溫度為30～40℃，壓力為10kPa左右的氣體，不作為計(jì)量用，僅作工藝操作參考時(shí)，可以不考慮溫度和壓力修正，因?yàn)檫@種工況下，溫度和壓力的變化帶來(lái)流量示值的誤差不是很大。

（4）對(duì)于壓力為0.01MPa以上的氣體，不管流量測(cè)量的目的是什么，應(yīng)盡量考慮溫度和壓力修正（如果是常溫氣體，可單獨(dú)設(shè)壓力修正，不設(shè)溫度修正）。這是因?yàn)樵谶@種情況下，壓力的波動(dòng)給流量測(cè)量示值帶來(lái)的誤差較大。鋼鐵廠(chǎng)中設(shè)備密封或吹掃用的氮?dú)饬髁繙y(cè)量就屬于這種情況。由于氮?dú)鈦?lái)源往往不十分充足，一旦使用，氮?dú)夤艿缐毫ν蠓认陆?。盡管在這種工況下對(duì)流量測(cè)量的精度要求很低，但由于壓力波動(dòng)的影響太大，也應(yīng)該考慮壓力修正。2

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

蒲富永 - 教授 - 西南大學(xué)