流量和流体(流体有哪些类型的流量和流速)

1.流体有哪些类型的流量和流速

流体的流量和流速，可分为质量流量、质量流速与体积流量、体积流速两种。

质量流量是，单位时间内流过管道或设备的任一截面上的流体质量。质量流量通常用符号 G 表示，单位为 kg/s 。

体积流量是，单位时间内流过管道或设备的任一截面上的流体体积。体积流量通常用符号 V 表示，单位为 m3/s 。

质量流速是，单位时间内，管道或设备的单位截面上流过的流体质量。通常用符号 WG 表示，单位为 kg/s·m2 。

体积流速是，单位时间内，管道或设备的单位截面流过的流体体积。体积流速通常用符号 WV 表示，单位为 m3/s·m2 或 m/s 。

2.流体测量的基本原理和方法

流量测量方法 名词与术语  瞬时流量：单位时间内流过管道横截面的流体量（m3/h、t/h）。

 累计流量：在一段时间内流过管道横截面的流体总量（m3、t）。  流量计：用于测量管道中流量的计量器具称为流量计。

主要的质量指标  流量范围：最大与最小可测范围，该范围内误差不超过容许值。  量程和量程比：量程是最大流量与最小流量之差；量程比是最大流量与最小流量之比，又称范围度。

测量误差 基本误差： 准确度：流量计示值接近被测流量真值的能力，称为流量计的准确度。 准确度等级有：0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0级。

 重复性：流量计在同一工作条件下，多次重复测量，其示值一致性的程度，反映仪表随机性误差的大小。 按测量对象划分就有封闭管道和明渠两大类； 按测量目的又可分为总量测量和流量测量，其仪表分别称作总量表和流量计。

按测量原理分有力学原理、热学原理、声学原理、电学原理、光学原理、原子物理学原理等。 流量计简介 流量测量方法和仪表的种类繁多。

工业用的流量仪表种类达100多种。品种如此之多的原因就在于至今还没找到一种对任何流体、任何量程、任何流动状态以及任何使用条件都适用的流量仪表。

本文按照目前最流行、最广泛的分类法，分别介绍各种流量计的原理、特点、应用概况及国内外的发展情况。 序号 流量计种类 全球产量 百分比 1 差压式流量计（孔板、文丘里） 45~55% 2 浮子流量计（又称玻璃转子流量计） 13~16% 3 容积式流量计（椭圆、腰轮、螺旋） 12~14% 4 涡轮流量计 9~11% 5 电磁流量计 5~6% 6 流体振荡流量计（涡街、旋进） 2.2~3% 7 超声流量计（时差式、多普勒） 1.6~2.2% 8 热式流量计 2~2.5% 9 科里奥利质量流量计 0.9~1.2% 10 其他流量计（插入式流量计 1.6~2.2% 1.1差压式流量计 差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压，已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表。

差压式流量计由一次装置（检测件）和二次装置（差压转换和流量显示仪表）组成。通常以检测件形式对差压式流量计分类，如孔板流量计、文丘里流量计、均速管流量计等。

二次装置为各种机械、电子、机电一体式差压计，差压变送器及流量显示仪表。它已发展为三化（系列化、通用化及标准化）程度很高的、种类规格庞杂的一大类仪表，它既可测量流量参数，也可测量其它参数（如压力、物位、密度等）。

差压式流量计的检测件按其作用原理可分为：节流装置、水力阻力式、离心式、动压头式、动压头增益式及射流式几大类。 检测件又可按其标准化程度分为二大类：标准的和非标准的。

所谓标准检测件是只要按照标准文件设计、制造、安装和使用，无须经实流标定即可确定其流量值和估算测量误差。 非标准检测件是成熟程度较差的，尚未列入国际标准中的检测件。

差压式流量计是一类应用最广泛的流量计，在各类流量仪表中其使用量占居首位。近年来，由于各种新型流量计的问世，它的使用量百分数逐渐下降，但目前仍是最重要的一类流量计。

优点： （1）应用最多的孔板式流量计结构牢固，性能稳定可靠，使用寿命长； （2）应用范围广泛，至今尚无任何一类流量计可与之相比拟； （3）检测件与变送器、显示仪表分别由不同厂家生产，便于规模经济生产。 缺点： （1）测量精度普遍偏低； （2）范围度窄，一般仅3:1~4:1; (3)现场安装条件要求高； （4）压损大（指孔板、喷嘴等）。

应用概况： 差压式流量计应用范围特别广泛，在封闭管道的流量测量中各种对象都有应用，如流体方面：单相、混相、洁净、脏污、粘性流等；工作状态方面：常压、高压、真空、常温、高温、低温等；管径方面：从几mm到几m；流动条件方面：亚音速、音速、脉动流等。它在各工业部门的用量约占流量计全部用量的1/4~1/3。

1.2 浮子流量计 浮子流量计，又称转子流量计，是变面积式流量计的一种，在一根由下向上扩大的垂直锥管中，圆形横截面的浮子的重力是由液体动力承受的，从而使浮子可以在锥管内自由地上升和下降。 浮子流量计是仅次于差压式流量计应用范围最宽广的一类流量计，特别在小、微流量方面有举足轻重的作用。

80年代中期，日本、西欧、美国的销售金额占流量仪表的15%~20%。我国产量1990年估计在12~14万台，其中95%以上为玻璃锥管浮子流量计。

特点： （1）玻璃锥管浮子流量计结构简单，使用方便，缺点是耐压力低，有玻璃管易碎的较大风险； （2）适用于小管径和低流速； （3）压力损失较低。 1.3容积式流量计 原理 结构 容积式流量计按其测量元件分类，可分为椭圆齿轮流量计、刮板流量计、双转子流量计、旋转活塞流量计、往复活塞流量计、圆盘流量计、液封转筒式流量计、湿式气量计及膜式气量计等。

特点 （1）计量精度高； （2）安装管道条件对计量精度没有影响； （3）可用于高粘度液体的测量； （4）范围度宽； （5）直读式仪表无需外部能源可直接获得累计，总量，清晰明了，操作简便。 缺点： （1）结果复杂，体积庞大； （2）被测介质种类、口径、介质工作状态局限性较大； （3）不。

3.流量计的相关知识

流量测量方法和仪表的种类繁多，分类方法也很多。

至今为止，可供工业用的流量仪表种类达60种之多。品种如此之多的原因就在于至今还没找到一种对任何流体、任何量程、任何流动状态以及任何使用条件都适用的流量仪表。

这60多种流量仪表，每种产品都有它特定的适用性，也都有它的局限性。按测量对象划分就有封闭管道和明渠两大类；按测量目的又可分为总量测量和流量测量，其仪表分别称作总量表和流量计。

总量表测量一段时间内流过管道的流量，是以短暂时间内流过的总量除以该时间的商来表示，实际上流量计通常亦备有累积流量装置，做总量表使用，而总量表亦备有流量发讯装置。因此，以严格意义来分流量计和总量表已无实际意义。

按测量原理分有力学原理、热学原理、声学原理、电学原理、光学原理、原子物理学原理等。 本文按照目前最流行、最广泛的分类法，即分为：容积式流量计、差压式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、流体振荡流量计中的涡街流量计、质量流量计和插入式流量计来分别阐述各种流量计的原理、特点、应用概况及国内外的发展情况。

1.1差压式流量计 差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压，已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表。 差压式流量计由一次装置（检测件）和二次装置（差压转换和流量显示仪表）组成。

通常以检测件形式对差压式流量计分类，如孔板流量计、文丘里流量计、均速管流量计等。 二次装置为各种机械、电子、机电一体式差压计，差压变送器及流量显示仪表。

它已发展为三化（系列化、通用化及标准化）程度很高的、种类规格庞杂的一大类仪表，它既可测量流量参数，也可测量其它参数（如压力、物位、密度等）。 差压式流量计的检测件按其作用原理可分为：节流装置、水力阻力式、离心式、动压头式、动压头增益式及射流式几大类。

检测件又可按其标准化程度分为二大类：标准的和非标准的。 所谓标准检测件是只要按照标准文件设计、制造、安装和使用，无须经实流标定即可确定其流量值和估算测量误差。

非标准检测件是成熟程度较差的，尚未列入国际标准中的检测件。 差压式流量计是一类应用最广泛的流量计，在各类流量仪表中其使用量占居首位。

近年来，由于各种新型流量计的问世，它的使用量百分数逐渐下降，但目前仍是最重要的一类流量计。 优点： （1）应用最多的孔板式流量计结构牢固，性能稳定可靠，使用寿命长； （2）应用范围广泛，至今尚无任何一类流量计可与之相比拟； （3）检测件与变送器、显示仪表分别由不同厂家生产，便于规模经济生产。

缺点： （1）测量精度普遍偏低； （2）范围度窄，一般仅3:1~4:1; (3)现场安装条件要求高； （4）压损大（指孔板、喷嘴等）。 应用概况： 差压式流量计应用范围特别广泛，在封闭管道的流量测量中各种对象都有应用，如流体方面：单相、混相、洁净、脏污、粘性流等；工作状态方面：常压、高压、真空、常温、高温、低温等；管径方面：从几mm到几m；流动条件方面：亚音速、音速、脉动流等。

它在各工业部门的用量约占流量计全部用量的1/4~1/3。 1.2 浮子流量计 浮子流量计，又称转子流量计，是变面积式流量计的一种，在一根由下向上扩大的垂直锥管中，圆形横截面的浮子的重力是由液体动力承受的，从而使浮子可以在锥管内自由地上升和下降。

浮子流量计是仅次于差压式流量计应用范围最宽广的一类流量计，特别在小、微流量方面有举足轻重的作用。 80年代中期，日本、西欧、美国的销售金额占流量仪表的15%~20%。

我国产量1990年估计在12~14万台，其中95%以上为玻璃锥管浮子流量计。 特点： （1）玻璃锥管浮子流量计结构简单，使用方便，缺点是耐压力低，有玻璃管易碎的较大风险； （2）适用于小管径和低流速； （3）压力损失较低。

1.3容积式流量计 容积式流量计，又称定排量流量计，简称PD流量计，在流量仪表中是精度最高的一类。它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分，根据测量室逐次重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流体体积总量。

容积式流量计按其测量元件分类，可分为椭圆齿轮流量计、刮板流量计、双转子流量计、旋转活塞流量计、往复活塞流量计、圆盘流量计、液封转筒式流量计、湿式气量计及膜式气量计等。 优点： （1）计量精度高； （2）安装管道条件对计量精度没有影响； （3）可用于高粘度液体的测量； （4）范围度宽； （5）直读式仪表无需外部能源可直接获得累计，总量，清晰明了，操作简便。

缺点： （1）结果复杂，体积庞大； （2）被测介质种类、口径、介质工作状态局限性较大； （3）不适用于高、低温场合； （4）大部分仪表只适用于洁净单相流体； （5）产生噪声及振动。 应用概况： 容积式流量计与差压式流量计、浮子流量计并列为三类使用量最大的流量计，常应用于昂贵介质（油品、天然气等）的总量测量。

工业发达国家近年PD流量计（不包括家用煤气表和家用水表）的销售金额占流量仪表的13%~23%；我国约占20%,1990年产。