转子流量计(浮子流量计)的气体转换方法

气体转子流量计在一定条件下，根据标准温度和压力体积流量，以一定气体为介质进行校准(对于玻璃转子流量计校准，它是一个校准刻度，指示校准条件下的流量；对于金属转子流量计校准，它是一个模拟或数字输出信号，指示校准条件下的流量)。如果测量的介质和实际工作条件与校准时一致，转子流量计的校准输出为实际测量的标准温度和压力体积流量，无需转换。然而，由于实际测量过程中的气体介质或工作条件与校准过程中的不同，由测量管中转子的相同位置表示的流量值和校准是不同的。如果你想正确使用气体转子流量计，你必须知道它们之间的流量转换关系。

在国际上，气体转子流量计通常以空气为介质，根据标准条件下的标准温度和压力体积流量进行校准。然而，世界上对标准条件有两种定义:101.325千帕和20℃ (293.15千帕)在中国普遍使用；国外通常使用101.325千帕和0℃(273.15千帕)。本标准校准条件下的流量转换在JG25721994转子流量计检定规程(1)中有规定

其中:Q——气体体积流量，m3/h；流量系数，它与流体的流动方式和转子的形状有关；AR——转子和锥形管之间的环形面积，m2；Af-* * *转子的大横截面积，m2；重力加速度，9.81米/秒2；；Vf——转子体积，m3；ρ f ——转子密度，kg/m3；ρ ——测量介质的密度，kg/m3。

对于相同的气体转子流量计，在相同的刻度下，两种气体的流量关系可以从公式(1)中获得，如下所示:

(2)

式中:Q1——* * * * * * *气体体积流量，m3/h；Q2——第二种气体的体积流量，m3/h；ρ1——* * * * * *气体的密度，kg/m3；ρ 2 ——第二气体的密度，kg/m3。

因为ρ f >: >。ρ1，ρf>。>。ρ2，公式(2)可以简化为:

(3)

3非标准气体转子流量计的流量转换

考虑到一般适应性，假设气体转子流量计在一定条件下(压力PC、温度TC)根据标准温度和压力体积流量以某种气体为介质(密度ρC)进行校准。外观输出是标度条件下的标准温度和压力流量，即:

(4)

其中:QCN——校准条件下校准气体的标准温度和压力流量，nm3/h；质量控制——校准条件下校准气体的工况流量，m3/h；压力传感器——校准条件下的正压，千帕；；PN——标准条件下的正压，101.325千帕；；温度系数——校准条件下的确定温度，k；总氮——标准条件下的确定温度，国内293.15千，国外273.15千。

从等式(4)转换为比例条件的工作条件流速为:

(5)

根据公式(3)和公式(5)，测量气体在工作条件下的流速为:

(6)

其中:Q——工况下被测气体的工况流量，m3/h；ρ ——工作条件下测量气体的密度，kg/m3。

根据公式(6)，在操作条件下测量气体的标准温度和压力流速可以如下获得:

(7)

其中:QN——工况下被测气体的标准温度和压力流量，nm3/h；P——工作条件下被测气体的正压，千帕；；T——工作条件下测量气体的确定温度，k。

根据气体条件方程(测量气体不一定是与校准气体相同的气体)，我们可以得到:

(8)

式中:ρ n ——标准条件下测量气体的密度，kg/m3；ρ cn ——标准条件下校准气体的密度，kg/m3。

根据公式(7)和公式(8)，工作条件下被测气体的标准温度和压力流量为:

(9)

如果测量气体和校准气体是相同的气体，那么

4两个标准条件的流量转换

就国内外观而言，由于国内标准条件一般为101.325千帕和20℃，运行条件下测量气体的国内标准温度和压力流量可由公式(9)得到:

(12)

其中:QN20——在工作条件下(101.325千帕，20℃)被测气体的标准温度和压力流量，nm3/h；QCN20——校准条件下校准气体的标准温度和压力流量(101.325千帕，20℃)，nm3/h

如果测量气体和校准气体是相同的气体，可以通过公式(11)获得:

(13)

关于进口外观，由于国外标准条件一般选择101.325千帕和0℃，根据公式(9)，操作条件下被测气体的标准温度和压力(101.325千帕和0℃)流量如下:

(14)

其中:QN0——工作条件下被测气体的标准温度和压力流量(101.325千帕，0℃)，nm3/h；QCN0——校准条件下校准气体的标准温度和压力流量(101.325千帕，20℃)，nm3/h

关于进口外观，在中国使用时，通常需要将测量气体的标准温度和压力流量从标准条件(101.325千帕，0℃)改变为标准条件(101.325千帕，20℃):

(15)

如果测量气体和校准气体是相同的气体，可以通过公式(11)获得:

(16)

5个应用示例

根据标准温度和压力(101.325千帕，0℃)、800千帕(表压)和50℃下的体积流量QCN0，以二氧化氮为介质校准入口气体转子流量计。目前，它用于测量操作条件(p，t)下氮气的标准温度和压力(101.325千帕，20℃)流量QN20。

这里的标度条件是:PC = 800+101.325千帕，TC = 50+273.15千帕..

可用的查找表:

在标准条件下(101.325千帕，0℃)，二氧化氮的密度ρ cn0为1.997千克/立方米。

在标准条件下(101.325千帕，0℃)，氮气密度ρ n0为1.25千克/立方米。

根据公式(15)，操作条件下氮气的标准温度和压力(101.325千帕，20℃)流量(p，t)为:

6结束语

掌握气体转子流量计的流量换算对正确选择和使用流量计非常重要。在国际上，气体转子流量计通常以空气为介质，根据标准条件下的标准温度和压力体积流量进行校准。然而，当气体转子流量计选用非标准刻度时，需要选择相应的换算公式来修正密度、温度和压力三个参数，从而获得运行条件下被测气体的标准温度和压力流量。至于进口外观，我们还应注意国内外标准条件的不同定义，这些定义必须转化为国内标准条件。