层流流量计计算数学模型和标定方法的研究
层流流量计计算数学模型和标定方法的研究
1 引言
层流流量计是差压式流量计中的一种，由于流量计内部无可动部件、可靠性高、响应速度快等特点，被广泛应用于各领域不同介质流体的流量测量。与其他差压式流量计相比层流流量计有其独特的优点，由于当流体在层流流动状态条件下，理论上其压力损失与其流动速度的一次方成正比，所以层流流量计比一般节流式流量计的流量测量范围更宽，流量测量量程比可达1∶10。
层流流量计的应用主要是环保和医疗行业所涉及的气体流量测量方面。近几年来，随着天然气的广泛使用，尤其是城市天然气普及程度的快速提高，使得行业对天然气计量用流量计的需求大量增加。由于层流流量计有着其他形式流量计无法同时具有的优点，如内部无可动部件、量程比宽、压力损失小等，近年来国内已有企业生产基于层流流量测量原理的天然气贸易结算用流量计，并在国内部分城市天然气管网上安装使用。
目前层流流量计在推广应用中存在的最大问题是流量系数的标定，以及技术机构对其进行后续检定和校准的问题。国家计量检定规程JJG 736-1991《气体层流流量传感器》由于实施年代久远和当时的技术手段有限，其中有关检定方法和流量计算数学模型已不能满足天然气贸易结算用流量计的使用要求。最突出的问题是，用于天然气或其他
氢烃类气体流量计量的层流流量计，依据现行规程无法在实验室内用空气对其进行检定。所以，有必要对层流流量计建立适用的数学模型和相应的流量系数标定方法。
2层流流量计的结构形式
图1是JJG736-1991气体层流流量传感器检定规程中给出的层流流量传感器的基本形式，实际使用的层流流量计如图2所示。
层流流量传感器的构成一般由层流发生体、整流器、取压装置和传感器外壳等4个部分组成，对于应用于贸易结算的层流流量计，其构成是在层流流量传感器的基础上增加压力、温度、差压传感器和流量积算系统，而且在连接方式上一般采用法兰连接。
层流流量计中的核心元件是层流发生体，目前国内外使用的层流流量
计的层流发生体其结构形式基本一致，通常是由一定宽度的波纹钢板和平钢板叠放在一起绕制而成，钢板是用极薄的不锈钢特殊加工制作，厚度一般不超过0.2mm，具有很好的刚性和延展性。绕制好的层流发生体从轴线方向看是一个蜂窝状的圆盘，相当于许多细的薄壁管排在一起，这些细管的当量直径决定了在层流流量计的额定流量范围内流体在每一个细管中的流动是否处于层流流动状态。
3 层流流量计的数学模型
式（1）是检定规程JJG736-1991《气体层流流量传感器》中给出的层流流量传感器流量计算公式：
式中：Q———通过流量计的气体体积流量；
K0———传感器系数；
μN/μ———标准状态下和检定状态下气体的动力粘性温度修正系数；
ΔP———气体流动在层流发生体两端产生的静压力差。
式（1）表明，气体通过层流流量传感器的体积流量与其在层流发生体两端的静压力差成正比，传感器系数K0仅与几何尺寸和被测气体粘度有关。在实际使用中式（1）时存在两方面问题：
（a）式（1）仅适用于气体在一根细长管内流动，且流动处于层流流动状态下的体积流量计算。而对于层流流量传感器或层流流量计来说，由于其层流发生体是由无数根细长管构成，尽管在某一流量范围内每根细管内气体的流动都可处于层流流动状态，但由于每根细管迎
流面管壁壁厚的影响，所以其体积流量与层流发生体两端的静压力差并不完全是线性关系。
（b）式（1）中没有引入气体的动力粘度值，造成在实验室用空气标定的流量系数，在实际应用中只能用于空气介质。而实际用于其他气体介质流量测量的层流流量计，在实验室无法用空气进行检定。比如用于天然气流量测量的层量流量计，就无法按照规程在实验室用空气流量标准装置对其进行检定。
鉴于以上原因，有必要对层流流量计建立新的流量计算公式，即层流流量计的数学模型。该数学模型不仅用于层流流量计的检定以及系数标定，而且在流量计的生产过程中亦将此计算公式应用在其积算系统中。
实际上，气体在流经层流发生体时产生两部分阻力：一部分是由于气体粘性引起的摩擦力，该摩擦力与流体的动力粘度有关且在低流速条件下（雷诺数小于2300）与流速成正比；另一部分是由于节流引起的惯性力，节流的产生是由于层流发生体材料壁厚引起的流线方向改变和流体质点的滞止，根据伯努利方程此惯性力与流体的密度有关，且与流速的平方成正比。这两部分阻力之和即为气体在层流发生体两端产生的静压力差，其数学表达式如式（2）所示：
式中：ΔP———层流发生体两端产生的静压力差；
Q———工作条件下通过流量计的气体体积流量；
μ———工作条件下被测气体的动力粘度；
ρ———工作条件下被测气体的密度；
K1、K2———与层流流量计结构尺寸有关的系数。
对式（2）进行求解，得到关于体积流量Q的表达式：
式（3）即广泛意义下层流流量计流量计算数学模型，简称JX2009方程。
与式（1）相比，JX2009方程的优点是既考虑了层流流量计的非线性修正，同时又考虑了被测量气体的性质。对同一台层流流量计，不论是用流量计进行任意气体介质的流量测量，还是对流量计用空气进行检定，都使用同一式（3），使用时只需将相应被测气体的粘度、密度带入即可，在此认为系数K1、K2不变。
对于用来进行贸易结算的层流流量计，由于结算状态一般是标准状态，所以实际应用中考虑标准状态下的流量计算公式：
式中：QN——标准状态下的体积流量；
TN、PN——标准状态下的温度、压力（293.15K、101325Pa）；T、P——通过流量计气体的热力学温度、绝对压力。
4 系数K1、K2的标定
在JX2009方程中有两个待定系数K1、K2，与一般流量计的流量系数标定方法不同，不能在其正常的流量范围内任一流量点上进行标定，而是采用“两点标定法”。其方法和步骤如下：
（1）首先通过计算雷诺数确定流量计的流量测量上限，再根据差压测量装置的测量范围和准确度确定流量测量下限，得到流量计的流量测量范围。
（2）在此流量范围内取包括最大和最小流量点在内的n个流量点（一般n≥7），用气体流量标准装置对流量计在各流量点进行试验标定（粘度和密度确定），得到n组Q～ΔP数据。
（3）将相邻两组Q～ΔP数据分别代人式（2），得到式（5）所示的方程组：
对方程组（5）求解，得到在Qn-1～Qn范围内的K1、K2系数。以此类推，可以从n组Q～ΔP数据得到n-1组K1、K2系数。
表1是利用2000L钟罩式气体流量标准装置，用空气介质（粘度为179×10-6Pa·s、密度为1.025kg/m3）对DN40的层流流量计进行标定的试验数据，其中差压的测量选用了量程为1000Pa、准确度等级为0.1级的ROSMENT3051型微差压变送器。
表1中标准流量是指钟罩气体流量标准装置的输出流量，计算流量是
指用相应点的K1、K2值和该点对应的差压值，利用JX2009方程计算得出的流量值。
K0是用式（1）得到的流量系数，按JJG736-1991《气体层流流量传感器》中流量系数线性误差计算方法，其线性误差δt达到40%。K1、K2是用式（5）求解得到的，其数据说明三个问题：（1）在层流流量计的数学模型中必须考虑二次项，否则K2等于零（或接近于零）；（2）从系数K1、K2的变化趋势分析，对于差压ΔP的贡献，随着流量的减小层流部分的影响逐渐变小而节流部分的影响逐渐变大；（3）流量计的线性误差明显减小，比如，用第一组的系数和第二组的差压代人JX2009方程，得到的计算流量与第一组相比，误差不超过0.5%。
总之，JX2009方程解决了两个问题，一是引入双系数，解决了层流流量计的非线性问题；二是考虑了被测气体的实时参数，解决了同一台流量计测量不同气体介质的问题，同时解决了用于其他气体流量测量的层流流量计可以用空气介质在气体流量标准装置上进行检定的问题。
5 讨论
5.1 实际应用中的技术问题
JX2009方程在实际应用中应注意两个方面的技术问题：一是流量计的硬件配置上必须具有温度、压力检测能力，差压测量装置要满足微差压测量要求，在有效测量范围内其相对误差不超过0.5%，同时适应高静压场合；二是在流量计积算系统的软件设计时要建立关于系数
K1、K2的数据库，并由实时检测到的差压信号引导、查找相应的系数。同时还需按有关技术法规要求，根据气体的种类和组分以及检测到的温度、压力信号，对气体的粘度、密度进行实时更改、修正和补偿。
5.2 JX2009方程实气验证问题
目前国内生产的智能型层流流量计产品（已应用JX2009方程），由于受差压测量元件不能满足过高静压的条件限制，而国内天然气流量标准装置都是高压装置，所以暂时还无法对JX2009方程用天然气或其他实际气体在气体流量标准装置上进行验证。
检验JX2009方程，采用标准表比对的方法，将涡轮流量计作为标准在低压天然气管道上与上述同一台层流流量计（K1、K2不变）进行比对试验。
如图3所示，管道天然气经减压至用户端所需压力（粘度为
1.079×10-6Pa·s、密度为0.677kg/m3），天然气先经过层流流量计，再经过标准流量计，标准流量计选择浙江苍南产1.0级涡轮流量计。试验结果如表2。试验表明，对于同一台流量计采用JX2009方程能有效的解决当被测气体性质改变时，用空气标定的流量系数，适用于天然气等其他气体流量的测量。当然，用涡轮流量计作比对试验
在测量的可靠性方面存在一定的缺陷，另外，在高压段JX2009方程的适应性如何，进一步的结论还有待深入地试验研究。
6 结束语
在层流流量计的流动特性分析中，需考虑惯性力的影响，JX2009方程的应用不仅改善了流量计的线性特性，而且提高了层流流量计的适用范围，对层流流量计的设计使用和检定校准有很好的实用性，对标准规范和检定规程的修订具有一定的参考价值。
参考文献
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数学建模与计算机关系研究
数学建模与计算机关系研究 【摘要】高等数学与计算机教学具有内在相关性，尤其是在数学建模应用中，根据计算机学科发展来发挥数学建模理论的作用及效果，有助于增强学生对高等数学的理解和应用能力。基于此，本文笔者就从高等数学建模理论与计算机技术的关系研究入手，来阐述建模嵌入在计算机辅助教学中的重要潜力。 【关键词】计算机；高等数学；教学改革；数学建模 1.高等数学与计算机学科发展 有人说，计算机技术的发展可以省去学习数学的麻烦，即便是很多专业计算机教师也抱有同样的想法。然而，对于计算机应用领域及实践中，计算机技术确实给很多从业者带来了便捷与高效，但计算机技术不等于数学，更不能替代数学。从高等数学教学实践来看，对于我们常见的数学概念，如比率、概率、图像、逻辑、误差、机会，以及程序等知识的认识，很多行业都在进行数字化、数量化转变，对数学知识的应用也日益广泛。从这些应用中，数学理论及知识，尤其是数学基本理论研究就显得更为重要。数学，在数学知识的应用中，更需要从练习中来提升对数学知识及概念的理解，也需要通过练习来提升运算能力。如果对数学概念及方法应用的不过，对数学单调性的知识缺乏深刻的认识，就会影响数学知识在实践应用中出现偏差。计算机技术的出现，尤其是程序化语言的应用，使得数学知识在表达与反映中能够依据不同的应用灵活有效、准确的运算，从而减少了不必要的验证，也提升了数学在各行业中的应用效率。 数学软件学科的发展，成为计算机重要的辅助教学的热门领域，也使得计算机技术能够发挥其数学应用能力。在传统的数学教学中，逻辑与直观、抽象与具体始终是研究的矛盾主体，如有些太简单的例子往往无法进行全面的计算；有些复杂的例子又需要更多的计算量。在课堂表现与讲解中，对于理性与感性知识的认知，学生缺乏有效的理解和应用，而强大的计算机运算功能却能够直观的表达和弥补这些缺陷，并依托具体的演示过程中来营造概念间的差异性，帮助学生从中领会知识及方法。在计算机的辅助教学下，教师利用对数学理论课题或应用课题，从鲜活的思维及形象的表达上借助于软件来展现，让学生从失败与成功中得到知识的应用体验，从而将被动的知识学习转变为主动的参与实践，更有助于通过实践来激发学生的创新精神。这种将数学教学思维与逻辑与计算机技术的融合，便于从教学中调整教学目标，依据学生所需知识及专业需求来分配侧重点。数学建模就是从数学学科与计算机学科的融合与实践中帮助学生协作学习，提升自身的能力。 2.信息技术是高等数学应用的产物 现代信息技术的发展及应用无处不在，对数学知识的渗透也是日益深入。当前，各行业在多种协作、多种专业融合中，借助于先进的信息技术都可以实现畅通的表达与物化。如天气预报技术、卫星电视技术、网络通讯技术等都需要从数
气体流量测定与流量计标定
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第1节数学建模与数学探究 【内容要求】 数学建模活动是对现实问题进行数学抽象，用数学语言表达问题、用数学方法构建模型解决问题的过程.主要包括：在实际情境中从数学的视角发现问题、提出问题，分析问题、构建模型，确定参数、计算求解，检验结果、改进模型，最终解决实际问题.数学建模活动是基于数学思维运用模型解决实际问题的一类综合实践活动，是高中阶段数学课程的重要内容. 【基本过程】 数学建模活动的基本过程如下： 数学探究活动是围绕某个具体的数学问题，开展自主探究、合作研究并最终解决问题的过程.具体表现为：发现和提出有意义的数学问题，猜测合理的数学结论，提出解决问题的思路和方案，通过自主探索、合作研究论证数学结论.数学探究活动是运用数学知识解决数学问题的一类综合实践活动，也是高中阶段数学课程的重要内容. 【过程解读】 掌握建模基本过程，会对实际问题进行问题分析，善于合理假设. ·问题分析也常称为模型准备或问题重述.由于数学模型是建立数学与实际现象之
间的桥梁，因此，首要的工作是要设法用数学的语言表述实际现象.所谓问题重述是指把实际现象尽量地使用贴近数学的语言进行重新描述.为此，要充分了解问题的实际背景，明确建模的目的，尽可能弄清对象的特征，并为此搜集必需的各种信息或数据.要善于捕捉对象特征中隐含的数学因素，并将其一一列出.至此，我们便有了一个很好的开端，而有了这个良好的开端，不仅可以决定建模方向，初步确定用哪一类模型，而且对下面的各个步骤都将产生影响. ·模型假设(即合理假设)是与问题分析紧密衔接的又一个重要步骤.根据对象的特征和建模目的，在问题分析基础上对问题进行必要的、合理的取舍简化，并使用精确的语言作出假设，这是建模至关重要的一步.这是因为，一个实际问题往往是复杂多变的，如不经过合理的简化假设，将很难于转化成数学模型，即便转化成功，也可能是一个复杂的难于求解的模型从而使建模归于失败.当然，假设作得不合理或过分简单也同样会因为与实际相去甚远而使建模归于失败.一般地，作出假设时要充分利用与问题相关的有关学科知识，充分发挥想象力和观察判断力，分清问题的主次，抓住主要因素，舍弃次要因素. 【实际意义】 数学建模的实际意义 1.在一般工程技术领域，数学建模仍然大有用武之地. 在以声、光、热、力、电这些物理学科为基础的诸如机械、电机、土木、水利等工程技术领域中，数学建模的普遍性和重要性不言而喻，虽然这里的基本模型是已有的，但是由于新技术、新工艺的不断涌现，提出了许多需要用数学方法解决的新问题；高速、大型计算机的飞速发展，使得过去即便有了数学模型也无法求解的课题(如大型水坝的应力计算，中长期天气预报等)迎刃而解；建立在数学模型和计算机模拟基础上的CAD技术，以其快速、经济、方便等优势，大量地替代了传统工程设计中的现场实验、物理模拟等手段. 2.在高新技术领域，数学建模几乎是必不可少的工具. 无论是发展通讯、航天、微电子、自动化等高新技术本身，还是将高新技术用于传统工业去创造新工艺、开发新产品，计算机技术支持下的建模和模拟都是经常使用的有效手段.数学建模、数值计算和计算机图形等相结合形成的计算机软件，已经被固化于产品中，在许多高新技术领域起着核心作用，被认为是高新技术的特征之一.
孔板流量计计算公式复习过程
孔板流量计计算公式
0引言 孔板是典型的差压式流量计，它结构简单，制造方便，在柳钢炼铁厂使用广泛，主要用于测量氧气、氮气、空气、蒸汽及煤气等流体流量。由于孔板的流入截面是突然变小的，而流出截面是突然扩张的，流体的流动速度( 情况) 在孔板前后发生了很大的变化，从而且在孔板前后形成了差压，通过测量差压可以反映流体流量大小[1]。但是流量的计算是一个复杂的过程。炼铁厂以往仅仅是通过开方器对孔板前后差压进行开方，然后乘以设计最大流量从而获得实际流量值，如公式（1）所示。 （1） 其中Q ——体积流量，Nm3/h； Q max——设计最大流量，Nm3/h； ΔP ——实际差压，Pa； ΔP设——设计最大差压，Pa。 其实这种方法并不能真实反映准确流量，特别是在压力、温度波动( 变化) 较大的时候，测量出来的流量和真实流量相差较大。所以，流量的计算还需要增加温度、压力补偿。在孔板通用公式中，增加压力、温度补偿的流量计算公式关键是对介质在工况下的密度进行处理，此外还需要孔板设计说明书上的流量系数、孔板开孔直径、膨胀系数、工况密度等参数，公式比较复杂；笔者经过大量的数据统计获得的简易公式则简单得多，只要有孔板的设计最大流量、设计差压和设计压力，即可准确获得实际流量值。
1孔板流量计计算公式 1.1通用计算公式（2） (2) 其中Q——体积流量，Nm3/h； K——系数； d——工况下节流件开孔直径，mm； ε——膨胀系数； α——流量系数； ΔP——实际差压，Pa； ρ——介质工况密度，kg/m3。 公式（2）中的介质工况密度ρ和温度、压力有关，根据克拉珀龙方程，有 （3） P ——压力，单位Pa； V ——体积，单位m3； T ——绝对温度，K； n ——物质的量； R ——气体常数。 相同( 一定) 质量的气体在温度和压力发生变化时，有：
流量计校核实验报告
流量计校核实验报告 一、实验目的 1、熟悉孔板流量计和文氏流量计的构造及工作原理； 2、掌握流量计标定方法之一——称量法； 3、测定孔板流量计和文氏流量计的孔流系数，掌握孔流系数随雷诺数的变化规律； 4、测定孔板流量计和文氏流量计的流量与压差的关系。 二、实验原理 常用的流量计大都按标准规范制造，出厂前厂家需通过实验为用户提供流量曲线：或给出规定的流量计算公式用的流量系数，或将流量读数直接刻在显示仪表上。如果用户遗失出厂的流量曲线；或被测流体的密度与工厂标定所用流体不同；或流量计经长期使用而磨损；或使用自制的非标准流量计时，都必须对流量计进行标定。 孔板流量计和丘里流量计是应用最广的节流式流量计，本实验就是通过测定节流元件前后的压差及相应的流量来确定流量系数。 （一）孔板流量计 孔板流量计的构造原理如图1-1所示，在管路中装有一块孔板，孔板两侧接出测压管，分别与U 形压差计相连接。 孔板流量计是利用流体通过锐孔的节流作用，使流速增大，压强减小，造成孔板前后压强差，作为测量的依据。 若管路直径为1d ，孔板锐孔直径为0d ；流体流经孔板后所形成缩脉的直径为2d ；流体密度为ρ。 在截面积I 、II 处，即孔板前导管处和缩脉处的速度和压强分别为1212u u p p ，与，，根据柏努利方程可得： 222112 2u u p p ρ --= （1） 或 = （2） 由于缩脉位置因流速而变，截面积2S 又难于知道，而孔板孔径的面积0S 是已知的，测压器的位置在设置一旦制成后也是不变的。因此，用孔板孔径处流速0u 来代替式（2）中的 2u ；又考虑到实际流体因局部阻力所造成的能量损失，故需用系数C 加以校正。式（2）就 可改写为： 图1－1 孔板流量计构造原理图
几种流量计的安装调试方法
智能旋进旋涡流量计主要用途：可广泛应用于石油、化工、电力、冶金、城市供气等行业测量各种气体流量，是目前油田和城市天然气输配计量和贸易计量的首选产品。 智能旋进旋涡流量计工作原理：在入口侧安放一组螺旋型导流叶片，当流体进入流量传感器时，导流叶片迫使流体产生剧烈的漩涡流。当流体进入扩散段时，旋涡流受到回流的作用，开始做二次旋转，形成陀螺式的涡流进动现象。该进动频率与流量大小成正比，不受流体物理性质和密度的影响，检测元件测的流体二次旋转进动频率就能在较宽的流量范围内获得良好的线性度。信号经前置放大器放大、滤波、整形转换为与流速成正比的脉冲信号，然后再与温度、压力等检测信号一起被送往微处理器进行积算处理，最后在液晶显示屏上显示测量结果(瞬时流量、累积流量及温度、压力数据)。 智能旋进旋涡气体流量计主要特点: 1．内置式压力、温度、流量传感器，安全性能高,结构紧凑，外形美观。 2．就地显示温度、压力、瞬时流量和累积流量。 3．采用新型信号处理放大器和独特的滤波技术，有效地剔除了压力波动和管道振动所产生的干扰信号，大大提高了流量计的抗干扰能力，使小流量具有出色的稳定性。 4．特有时间显示及实时数据存储之功能，无论什么情况，都能保证内部数据不会丢失,可永久性保存。 5．整机功耗极低,能凭内电池长期供电运行,是理想的无需外电源就地显示仪表。 6．防盗功能可靠，具有密码保护,防止参数改动。 7．表头可180度随意旋转，安装方便 智能旋进旋涡气体流量计在天然气流量中的应用已经十分广泛，是目前天然气流量计测量的最佳选择。 金属管浮子流量计工作原理： LZ系列金属管浮子流量计由二部分组成： 传感器———测量管及浮子； 信号变送器———指示器； 传感器的触液材质有四种：不锈钢、哈氏合金、钛材、不锈钢衬PTFE；用户可根据不同的触液材质，来满足工艺的耐压及介质防腐的需要。根据不同的测量要求，用户在选型时，可以选择不同的指示器组合，来实现不同的测量要求。流量的测量是由指示器内的变送器通过耦合磁钢感受浮子位置的变化来完成流量的指示和信号的远传输出的。当被测介质自下而上流经测量管时，浮子受重力、浮力及流体流速对浮子垂直向上的推动力三者平衡时，浮子即相对而言静止在某个位置，这个位置随浮子与锥管的环面积、流体流速而变化，浮子
压差流量计计算公式
（）差压式流量计差压式流量计是以伯努利方程和流体连续性方程为依据，根据节流原理，当流体流经节流件时（如标准孔板、标准喷嘴、长径喷嘴、经典文丘利嘴、文丘利喷嘴等），在其前后产生压差，此差压值与该流量地平方成正比.在差压式流量计仪表中，因标准孔板节流装置差压流量计结构简单、制造成本低、研究最充分、已标准化而得到最广泛 地应用.孔板流量计理论流量计算公式为：式中，为工况下地体积流量，；为流出系数，无量钢；β，无量钢；为工况下孔板内径，；为工况下上游管道内径，；ε为可膨胀系数，无量钢；Δ为孔板前后地差压值，；ρ为工况下流体地密度，.对于天然气而言，在标准状态下天然气积流量地实用计算公式为： 式中，为标准状态下天然气体积流量，；为秒计量系数，视采用计量单位而定，此式×；为流出系数；为渐近速度系数；为工况下孔板内径，；为相对密度系数，ε为可膨胀系数；为超压缩因子；为流动湿度系数；为孔板上游侧取压孔气流绝对静压，；Δ为气流流经孔板时产生地差压，. 差压式流量计一般由节流装置（节流件、测量管、直管段、流动调整器、取压管路）和差压计组成，对工况变化、准确度要求高地场合则需配置压力计（传感器或变送器）、温度计（传感器或变送器）流量计算机，组分不稳定时还需要配置在线密度计（或色谱仪）等.流量计算器.（）速度式流量计速度式流量计是以直接测量封闭管道中满管流动速度为原理地一类流量计.工业应用中主要有：①涡轮流量计：当流体流经涡轮流量传感器时，在流体推力作用下涡轮受力旋转，其转速与管道平均流速成正比，涡轮转动周期地改变磁电转换器地磁阻值，检测线圈中地磁通随之发生周期性变化，产生周期性地电脉冲信号.在一定地流量（雷诺数）范围内，该电脉冲信号与流经涡轮流量传感器处流体地体积流量成正比.涡轮流量计地理论流 量方程为：式中为涡轮转速；为体积流量；为流体物性（密度、粘度等），涡轮结构参数（涡轮倾角、涡轮直径、流道截面积等）有关地参数；为与涡轮顶隙、流体流速分布有关地系数；为与摩擦力矩有关地系数. ②涡街流量计：在流体中安放非流线型旋涡发生体，流体在旋涡发生体两侧交替地分离释放出两列规则地交替排列地旋涡涡街.在一定地流量（雷诺数）范围内，旋涡地分离频率与流经涡街流量传感器处流体地体积 流量成正比.涡街流量计地理论流量方程为：式中，为工况下地体积流量，；为表体通径，；为旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面积之比；为旋涡发生体迎流面宽度，；为旋涡地发生频率，；为斯特劳哈尔数，无量纲. ③旋进涡轮流量计：当流体通过螺旋形导流叶片组成地起旋器后，流体被强迫围绕中心线强烈地旋转形成旋涡轮，通过扩大管时旋涡中心沿一锥形螺旋形进动.在一定地流量（雷诺数）范围内，旋涡流地进动频率与流经旋进涡流量传感器处流体地体积流量成正比.旋进旋涡流量计地理论流量方程 为：式中，为工况下地体积流量，；为旋涡频率，；为流量计仪表系数，(为 脉冲数). ④时差式超声波流量计：当超声波穿过流动地流体时，在同一传播距离内，其沿顺流方向和沿逆流方向地传播速度则不同.在较宽地流量（雷诺数）范围内，该时差与被测流体在管道中地体积流量（平均流速）成正比.超声波流量计地流量方程式为：
第1章 数学建模与误差分析
第1章数学建模与误差分析 1.1 数学与科学计算 数学是科学之母，科学技术离不开数学，它通过建立数学模型与数学产生紧密联系，数学又以各种形式应用于科学技术各领域。数学擅长处理各种复杂的依赖关系，精细刻画量的变化以及可能性的评估。它可以帮助人们探讨原因、量化过程、控制风险、优化管理、合理预测。近几十年来由于计算机及科学技术的快速发展，求解各种数学问题的数值方法即计算数学也越来越多地应用于科学技术各领域，相关交叉学科分支纷纷兴起，如计算力学、计算物理、计算化学、计算生物、计算经济学等。 科学计算是指利用计算机来完成科学研究和工程技术中提出的数学问题的计算，是一种使用计算机解释和预测实验中难以验证的、复杂现象的方法。科学计算是伴随着电子计算机的出现而迅速发展并获得广泛应用的新兴交叉学科，是数学及计算机应用于高科技领域的必不可少的纽带和工具。科学计算涉及数学的各分支，研究它们适合于计算机编程的数值计算方法是计算数学的任务，它是各种计算性学科的联系纽带和共性基础，兼有基础性和应用性的数学学科。它面向的是数学问题本身而不是具体的物理模型，但它又是各计算学科共同的基础。 随着计算机技术的飞速发展，科学计算在工程技术中发挥着愈来愈大的作用,已成为继科学实验和理论研究之后科学研究的第三种方法。在实际应用中所建立的数学模型其完备形式往往不能方便地求出精确解，于是只能转化为简化模型，如将复杂的非线性模型忽略一些因素而简化为线性模型，但这样做往往不能满足精度要求。因此，目前使用数值方法来直接求解较少简化的模型，可以得到满足精度要求的结果，使科学计算发挥更大作用。了解和掌握科学计算的基本方法、数学建模方法已成为科技人才必需的技能。因此，科学计算与数学建模的基本知识和方法是工程技术人才必备的数学素质。 1.2 数学建模及其重要意义 数学，作为一门研究现实世界数量关系和空间形式的科学，在它产生和发展的历史长河中，一直是和人们生活的实际需要密切相关。用数学方法解决工程实际和科学技术中的具体问题时，首先必须将具体问题抽象为数学问题，即建立起能描述并等价代替该实际问题的数学模型，然后将建立起的数学模型，利用数学理论和计算技术进行推演、论证和计算，得到欲求解问题的解析解或数值解，最后用求得的解析解和数值解来解决实际问题。本章主要介绍数学建模基本过程和求解数学问题数值方法的误差传播分析。 1.2.1 数学建模的过程 数学建模过程就是从现实对象到数学模型，再从数学模型回到现实对象的循环，一般通过表述、求解、解释、验证几个阶段完成。数学建模过程如图1.2.1所示，数学模型求解方法可分为解析法和数值方法，如图1.2.2所示。 表述是将现实问题“翻译”成抽象的数学问题，属于归纳。数学模型的求解方法则属于演绎。归纳是依据个别现象推出一般规律；演绎是按照普遍原理考察特定对象，导出结论。演绎利用严格的逻辑推理，对解释现象做出科学预见，具有重要意义，但是它要以归纳的结论作为公理化形式的前提，只有在这个前提下
实验3 流量计性能测定实验
实验3 流量计性能测定实验 一、实验目的 ⒈了解几种常用流量计的构造、工作原理和主要特点。 ⒉掌握流量计的标定方法（例如标准流量计法）。 ⒊了解节流式流量计流量系数C随雷诺数Re的变化规律，流量系数C的确定方法。 ⒋学习合理选择坐标系的方法。 二、实验内容 ⒈通过实验室实物和图像，了解孔板、1/4园喷嘴、文丘里及涡轮流量计的构造及工作原理。 ⒉测定节流式流量计（孔板或1/4园喷嘴或文丘里）的流量标定曲线。 ⒊测定节流式流量计的雷诺数Re和流量系数C的关系。 三、实验原理 流体通过节流式流量计时在流量计上、下游两取压口之间产生压强差，它与流量的关系为： 式中：被测流体(水)的体积流量，m3/s； 流量系数，无因次； 流量计节流孔截面积，m2；
流量计上、下游两取压口之间的压强差，Pa ； 被测流体(水)的密度，kg／m3。 用涡轮流量计和转子流量计作为标准流量计来测量流量V S。每一个流量在压差计上都有一对应的读数，将压差计读数△P和流量V s 绘制成一条曲线，即流量标定曲线。同时用上式整理数据可进一步得到C—Re关系曲线。 四、实验装置 该实验与流体阻力测定实验、离心泵性能测定实验共用图1所示的实验装置流程图。 ⒈本实验共有六套装置，流程为：A→B(C→D)→E→F→G→I 。 ⒉以精度0.5级的涡轮流量计作为标准流量计，测取被测流量计流量（小于2m3/h流量时，用转子流量计测取）。 ⒊压差测量：用第一路差压变送器直接读取。
图1 流动过程综合实验流程图 ⑴—离心泵；⑵—大流量调节阀；⑶—小流量调节阀；⑷—被标定流量计；⑸—转子流量计；⑹—倒U管；⑺⑻⑽—数显仪表；⑼—涡轮流量计；⑾—真空表；⑿—流量计平衡阀；⒁—光滑管平衡阀；⒃—粗糙管平衡阀；⒀—回流阀；⒂—压力表；⒄—水箱；⒅—排水阀；⒆—闸阀；⒇—截止阀；a—出口压力取压点；b—吸入压力取压点；1-1’—流量计压差；2-2’—光滑管压差；3-3’—粗糙管压差；4-4’—闸阀近点压差； 5-5’—闸阀远点压差；6-6’—截止阀近点压差；7-7’—截止阀远点压差；J-M—光滑管；K-L—粗糙管
孔板流量计简易计算公式应用
孔板流量计简易计算公式应用 介绍孔板流量计的计算公式，通过将简易公式和通用公式的对比，发现简易公式更直观，而且计量误差很小，能够满足生产要求，为维护提供了方便。 关键词计量学；孔板；流量；公式；误差 孔板是典型的差压式流量计，它结构简单，制造方便，使用广泛，主要用于测量氧气、氮气、空气、蒸汽及煤气等流体流量。由于孔板的流入截面是突然变小的，而流出截面是突然扩张的，流体的流动速度(情况)在孔板前后发生了很大的变化，从而在孔板前后形成了差压，通过测量差压可以反映流体流量大小。但是流量的计算是一个复杂的过程。炼铁厂以往仅仅是通过开方器对孔板前后差压进行开方，然后乘以设计最大流量从而获得实际流量值，如公式（1）所示。 其中Q ——体积流量，Nm3/h； Qmax——设计最大流量，Nm3/h；? P ——实际差压，Pa； ? P设——设计最大差压，Pa。 其实这种方法并不能真实反映准确流量，特别是在压力、温度波动(变化)较大的时候，测量出来的流量和真实流量相差较大。所以，流量的计算还需要增加温度、压力补偿。 在孔板通用公式中，增加压力、温度补偿的流量计算公式关键是对介质在工况下的密度进行处理，此外还需要孔板设计说明书上的流
量系数、孔板开孔直径、膨胀系数、工况密度等参数，公式比较复杂；经过大量的数据统计获得的简易公式则简单得多，只要有孔板的设计最大流量、设计差压和设计压力，即可准确获得实际流量值。 1、孔板流量计计算公式； 1.1 通用计算公式： 其中Q----体积流量，Nm3/h； K----系数； d----工况下节流件开孔直径，mm；ε----膨胀系数；α----流量系数；? P----实际差压，Pa；ρ----介质工况密度，kg/m3。 公式（2）中的介质工况密度ρ和温度、压力有关，根据克拉珀龙方 程，有（3） P ----压力，单位Pa；V ----体积，单位m3；T ----绝对温度，K； n ----物质的量；R ----气体常数。 相同(一定)质量的气体在温度和压力发生变化时，有： P1----某种状态下气体压强，Pa；V1----某种状态下气体体积，m3；T1----某种状态下气体绝对温度，K；又：
数学建模中常见的十大模型
数学建模常用的十大算法==转 (2011-07-24 16:13:14) 转载▼ 1. 蒙特卡罗算法。该算法又称随机性模拟算法，是通过计算机仿真来解决问题的算法，同时可以通过模拟来检验自己模型的正确性，几乎是比赛时必用的方法。 2. 数据拟合、参数估计、插值等数据处理算法。比赛中通常会遇到大量的数据需要处理，而处理数据的关键就在于这些算法，通常使用MA TLAB 作为工具。 3. 线性规划、整数规划、多元规划、二次规划等规划类算法。建模竞赛大多数问题属于最优化问题，很多时候这些问题可以用数学规划算法来描述，通常使用Lindo、Lingo 软件求解。 4. 图论算法。这类算法可以分为很多种，包括最短路、网络流、二分图等算法，涉及到图论的问题可以用这些方法解决，需要认真准备。 5. 动态规划、回溯搜索、分治算法、分支定界等计算机算法。这些算法是算法设计中比较常用的方法，竞赛中很多场合会用到。 6. 最优化理论的三大非经典算法：模拟退火算法、神经网络算法、遗传算法。这些问题是用来解决一些较困难的最优化问题的，对于有些问题非常有帮助，但是算法的实现比较困难，需慎重使用。 7. 网格算法和穷举法。两者都是暴力搜索最优点的算法，在很多竞赛题中有应用，当重点讨论模型本身而轻视算法的时候，可以使用这种暴力方案，最好使用一些高级语言作为编程工具。 8. 一些连续数据离散化方法。很多问题都是实际来的，数据可以是连续的，而计算机只能处理离散的数据，因此将其离散化后进行差分代替微分、求和代替积分等思想是非常重要的。 9. 数值分析算法。如果在比赛中采用高级语言进行编程的话，那些数值分析中常用的算法比如方程组求解、矩阵运算、函数积分等算法就需要额外编写库函数进行调用。 10. 图象处理算法。赛题中有一类问题与图形有关，即使问题与图形无关，论文中也会需要图片来说明问题，这些图形如何展示以及如何处理就是需要解决的问题，通常使用MA TLAB 进行处理。 以下将结合历年的竞赛题，对这十类算法进行详细地说明。 以下将结合历年的竞赛题，对这十类算法进行详细地说明。 2 十类算法的详细说明 2.1 蒙特卡罗算法 大多数建模赛题中都离不开计算机仿真，随机性模拟是非常常见的算法之一。 举个例子就是97 年的A 题，每个零件都有自己的标定值，也都有自己的容差等级，而求解最优的组合方案将要面对着的是一个极其复杂的公式和108 种容差选取方案，根本不可能去求解析解，那如何去找到最优的方案呢？随机性模拟搜索最优方案就是其中的一种方法，在每个零件可行的区间中按照正态分布随机的选取一个标定值和选取一个容差值作为一种方案，然后通过蒙特卡罗算法仿真出大量的方案，从中选取一个最佳的。另一个例子就是去年的彩票第二问，要求设计一种更好的方案，首先方案的优劣取决于很多复杂的因素，同样不可能刻画出一个模型进行求解，只能靠随机仿真模拟。 2.2 数据拟合、参数估计、插值等算法 数据拟合在很多赛题中有应用，与图形处理有关的问题很多与拟合有关系，一个例子就是98 年美国赛A 题，生物组织切片的三维插值处理，94 年A 题逢山开路，山体海拔高度的插值计算，还有吵的沸沸扬扬可能会考的“非典”问题也要用到数据拟合算法，观察数据的
新版流量计标定实验讲义
实验二 流量计的标定 一、实验目的 1、了解孔板流量计和文丘里流量计的操作原理和特性，掌握流量计的一般标定方法； 2、测定孔板流量计和文丘里流量计的流量系数的C 0和Cv 与管内Re 的关系。 3、通过C 0和Cv 与管内Re 的关系，比较两种流量计。 二、基本原理 工厂生产的流量计大都是按标准规范生产的，出厂时一般都在标准技术状况下(101325Pa ，20℃)以水或空气为介质进行标定，给出流量曲线或按规定的流量计算公式给出指定的流量系数，或将流量读数直接刻在显示仪表上。然而在使用时，所处温度、压强及被测介质的性质与标定状况多数并不相同，因此为了测量准确和方便使用，应在现场进行流量计的标定或校正。对已校正过的流量计，在长时间使用磨损较大时也需要再次校正。对于自制的非标准流量计，则必须进行校正，以确定其流量系数C 0或C v 。本实验通过改变流体流量q 和压差ΔP f ，获得一系列Re 与C 0或C v ，采用半对数坐标绘制出C 0或C v 与Re 的关系曲线进而实现流量计的标定或校正。 1、流体在管内Re 的测定： 式中：ρ、μ— 流体在测量温度下的密度和粘度 [Kg/m 3 ]、[Pa ·s] q — 管内流体体积流量 [m 3/s] 2、孔板流量计和文丘里流量计 孔板流量计和文丘里流量计是应用最广的节流式流量计，其结构如图2-1所示。 a 孔板流量计 b 文丘里流量计 图2-1 节流式流量计结构 孔板流量计是利用动能和静压能相互转换的原理设计的，它是以消耗大量机械能为代价的。孔板的开孔越小、通过孔口的平均流速u 0越大，孔前后的压差ΔP 也越大，阻力损失也随之增大。为了减小流体通过孔口后由于突然扩大而引起的大量旋涡能耗，在孔板后开一渐扩形圆角。因此孔板流量计的安装是有方向的。若是方向弄反，不光是能耗增大，同时其流量系数也将改变，实际上这样使用没有意义。 以孔板流量计为例，若用f P ?表示节流前后两截面之间的压差，根据两截面之间的柏努利方程，可知： 222222121 1u P gZ u P gZ ++=++ρρ，则有：ρ f P u u ?=-22122 以孔口速度u 0代替上式中的u 2，并将质量守恒式u 1A 1= u 0A 0代入，得：
流量计算公式大全
流量计算公式大全 （1）差压式流量计 差压式流量计是以伯努利方程和流体连续性方程为依据，根据节流原理，当流体流经节流件时（如标准孔板、标准喷嘴、长径喷嘴、经典文丘利嘴、文丘利喷嘴等），在其前后产生压差，此差压值与该流量的平方成正比。在差压式流量计仪表中，因标准孔板节流装置差压流量计结构简单、制造成本低、研究最充分、已标准化而得到最广泛的应用。孔板流量计理论流量计算公式为： 式中，qf为工况下的体积流量，m3/s；c为流出系数，无量钢；β=d/D，无量钢；d 为工况下孔板内径，mm；D为工况下上游管道内径，mm；ε为可膨胀系数，无量钢；Δp为孔板前后的差压值，Pa；ρ1为工况下流体的密度，kg/m3。 对于天然气而言，在标准状态下天然气积流量的实用计算公式为： 式中，qn为标准状态下天然气体积流量，m3/s；As为秒计量系数，视采用计量单位而定，此式As=×10-6；c为流出系数；E为渐近速度系数；d为工况下孔板内径，mm；FG 为相对密度系数，ε为可膨胀系数；FZ为超压缩因子；FT为流动湿度系数；p1为孔板上游侧取压孔气流绝对静压，MPa；Δp为气流流经孔板时产生的差压，Pa。 差压式流量计一般由节流装置（节流件、测量管、直管段、流动调整器、取压管路）和差压计组成，对工况变化、准确度要求高的场合则需配置压力计（传感器或变送器）、温度计（传感器或变送器）流量计算机，组分不稳定时还需要配置在线密度计（或色谱仪）等。流量计算器。 （2）速度式流量计 速度式流量计是以直接测量封闭管道中满管流动速度为原理的一类流量计。工业应用中主要有： ①涡轮流量计：当流体流经涡轮流量传感器时，在流体推力作用下涡轮受力旋转，其转速与管道平均流速成正比，涡轮转动周期地改变磁电转换器的磁阻值，检测线圈中的磁通随之发生周期性变化，产生周期性的电脉冲信号。在一定的流量（雷诺数）范围内，该电脉冲信号与流经涡轮流量传感器处流体的体积流量成正比。涡轮流量计的理论流量方程为： 式中n为涡轮转速；qv为体积流量；A为流体物性（密度、粘度等），涡轮结构参数（涡轮倾角、涡轮直径、流道截面积等）有关的参数；B为与涡轮顶隙、流体流速分布有关的系数；C为与摩擦力矩有关的系数。 ②涡街流量计：在流体中安放非流线型旋涡发生体，流体在旋涡发生体两侧交替地分离释放出两列规则的交替排列的旋涡涡街。在一定的流量（雷诺数）范围内，旋涡的分离频率与流经涡街流量传感器处流体的体积流量成正比。涡街流量计的理论流量方程为： 式中，qf为工况下的体积流量，m3/s；D为表体通径，mm；M为旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面积之比；d为旋涡发生体迎流面宽度，mm；f为旋涡的发生频率，Hz；Sr为斯特劳哈尔数，无量纲。 ③旋进涡轮流量计：当流体通过螺旋形导流叶片组成的起旋器后，流体被强迫围绕
数学建模背景
数学建模背景： 数学技术 近半个多世纪以来，随着计算机技术的迅速发展，数学的应用不仅在工程技术、自然科学等领域发挥着越来越重要的作用，而且以空前的广度和深度向经济、管理、金融、生物、医学、环境、地质、人口、交通等新的领域渗透，所谓数学技术已经成为当代高新技术的重要组成部分。 数学模型（Mathematical Model）是一种模拟，是用数学符号、数学式子、程序、图形等对实际课题本质属性的抽象而又简洁的刻划，它或能解释某些客观现象，或能预测未来的发展规律，或能为控制某一现象的发展提供某种意义下的最优策略或较好策略。数学模型一般并非现实问题的直接翻版，它的建立常常既需要人们对现实问题深入细微的观察和分析，又需要人们灵活巧妙地利用各种数学知识。这种应用知识从实际课题中抽象、提炼出数学模型的过程就称为数学建模（Mathematical Modeling）。[1] 不论是用数学方法在科技和生产领域解决哪类实际问题，还是与其它学科相结合形成交叉学科，首要的和关键的一步是建立研究对象的数学模型，并加以计算求解（通常借助计算机）。数学建模和计算机技术在知识经济时代的作用可谓是如虎添翼。 建模应用 数学是研究现实世界数量关系和空间形式的科学，在它产生和发展的历史长河中，一直是和各种各样的应用问题紧密相关的。数学的特点不仅在于概念的抽象性、逻辑的严密性，结论的明确性和体系的完整性，而且在于它应用的广泛性，自从20世纪以来，随着科学技术的迅速发展和计算机的日益普及，人们对各种问题的要求越来越精确，使得数学的应用越来越广泛和深入，特别是在21世纪这个知识经济时代，数学科学的地位会发生巨大的变化，它正在从国家经济和科技的后备走到了前沿。经济发展的全球化、计算机的迅猛发展，数理论与方法的不断扩充使得数学已经成为当代高科技的一个重要组成部分和思想库，数学已经成为一种能够普遍实施的技术。培养学生应用数学的意识和能力已经成为数学教学的一个重要方面。 2建模过程 模型准备 了解问题的实际背景，明确其实际意义，掌握对象的各种信息。以数学思想来包容问题的精髓，数学思路贯穿问题的全过程，进而用数学语言来描述问题。要求符合数学理论，符合数学习惯，清晰准确。 模型假设 根据实际对象的特征和建模的目的，对问题进行必要的简化，并用精确的语言提出一些恰当的假设。 模型建立 在假设的基础上，利用适当的数学工具来刻划各变量常量之间的数学关系，建立相应的数学结构（尽量用简单的数学工具）。 模型求解 利用获取的数据资料，对模型的所有参数做出计算（或近似计算）。 模型分析 对所要建立模型的思路进行阐述，对所得的结果进行数学上的分析。 模型检验 将模型分析结果与实际情形进行比较，以此来验证模型的准确性、合理性和适用性。如果模型与实际较吻合，则要对计算结果给出其实际含义，并进行解释。如果模型与实际吻合较差，则应该修改假设，再次重复建模过程。
电磁流量计标定
流量校准有直接测量法和间接测量法两种方法 直接测量法亦称实流校准法，是以实际流体流过被校验仪表，再用别的标准装置（标准流量计或流量标准计量器具）测出流过流体的流量，与被校仪表的流量值作比较，这种方法有人称作湿法标定（wet calibration）。实流校准法获得的流量值既可靠又准确，为目前许多流量仪表（如、容积式流量计、涡轮流量计、科里奥利质量流量计）所采用，而且作为建立标准流量的方法。 制造厂在出厂前均以实流校准法在流量校准标准装置（有时简称流量标准装置或流量校准装置）上完成流量量值传递过程。使用单位对定期检定和检修后的仪表亦要在流量校准标准装置上作实流校准。 流量校准标准装置是按照有关标准和检定规定建立的，并由国家授权的专门机构认定，能作流量量值传递的装置，是提供流量量值的校准设备，其量值可溯源到质量、时间和温度的国家计量基准量。 干法校准是一种间接校准法，是以测量电磁流量传感器的流通面积等结构尺寸和磁通密度B，计算流量值，获得相应的精确度。干法校准是在20世纪70年代以解决大口径无法实现实流校准的校准方法。曾作为日本工业标准JIS Z8764－1975《应用测量流量的方法》的内容。由于精确度相对较低，现在已很少采用。1986年修订的日本工业标准JIS Z 8764《》中干法校准的内容已不属正文，而移至解说部分（相当于我国标准的附录和编制说明一类）。 现场“流量比对”是指在现场与其他“参照流量”进行比较，例
如临时夹装的超声流离那个机的测量值，流入管系中已丈量过容量的液体体积等都可作为“参照流量”。“流量比对”只是一种辅助性检查，以评估测量值、大体误差范围、判别仪表是否正常或出现了故障 以电子秤测量整个管段内导电介质重量，利用激励模块在电磁流量计电极上加上一个与电磁流量计励磁电流同步的方波电流信号，则在管段内会形成一个与电磁流量计工作磁场同步的交变电流场，整段导电介质将受到一个方向上、下交变的力Ｆ，导致高精度电子秤测得的介质质量减小或增加Ｆ／ｇ，同时通过电流计测量出流过电极的激励电流Ｉ的大小，则最终可通过关系式Ｓ＝Ｆ／Ｉ计算出电磁流量计一次传感器转换系数，从而完成电磁流量计的干标定。该方法可避免现有实流标定方法装置庞大、成本高的缺点，及干标定方法需测量工作磁场、数学计算过程复杂的缺点，是一种简便且易实现的低成本标定方法。
孔板流量计理论流量计算公式
孔板流量计理论流量计 算公式 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
如果你没有计算书，你只需要向制造厂提供下列数据：管道（法兰）尺寸，管道（法兰）材质，介质，流体的最大和常用流量，温度，压力和你现有的孔板外圆尺寸，生产厂会根据你的数据重新计算，然后你根据计算书重新调整你的差压变送器和流量积算仪引用孔板流量计理论流量计算公式 2009-05-10 17:11:29|分类： |标签： |字号大中小订阅 引用 的 （1）差压式流量计 差压式流量计是以伯努利方程和流体连续性方程为依据，根据节流原理，当流体流经节流件时（如标准孔板、标准喷嘴、长径喷嘴、经典文丘利嘴、文丘利喷嘴等），在其前后产生压差，此差压值与该流量的平方成正比。在差压式流量计中，因标准孔板节流装置差压流量计结构简单、制造成本低、研究最充分、已标准化而得到最广泛的应用。孔板流量计理论流量计算公式为： 式中，qf为工况下的体积流量，m3/s；c为流出系数，无量钢；β=d/D，无量钢；d为工况下孔板内径，mm；D为工况下上游管道内径，mm；ε为可膨胀系数，无量钢；Δp为孔板前后的差压值，Pa；ρ1为工况下流体的密度，kg/m3。 对于天然气而言，在标准状态下天然气积流量的实用计算公式为： 式中，qn为标准状态下天然气体积流量，m3/s；As为秒计量系数，视采用计量单位而定，此式As=×10-6；c为流出系数；E为渐近速度系数；d为工况下孔板内径，mm；FG为相对密度系数，ε为可膨胀系数；FZ为超压缩因子；FT为流动湿度系数；p1为孔板上游侧取压孔气流绝对静压，MPa；Δp为气流流经孔板时产生的差压，Pa。 差压式流量计一般由节流装置（节流件、测量管、直管段、流动调整器、取压管路）和差压计组成，对工况变化、准确度要求高的场合则需配置压力计（传感器或变送器）、温度计（传感器或变送器）流量计算机，组分不稳定时还需要配置在线密度计（或色谱仪）等。 孔板流量计，可广泛应用于石油、化工、天然气、冶金、电力、制药等行业中，各种液体、气体、天燃气以及蒸汽的体积流量或质量流量的连续测量。但是许多人不知道孔板流量计是怎么计算出来，今天我就和大家探讨一下孔板流量计的计算公式 简单来说差压值要开方输出才能对应流量 实际应用中计算比较复杂一般很少自己计算的这个都是用软件来计算的下面给你一个实际的例子看看吧 一．流量补偿概述 差压式流量计的测量原理是基于流体的机械能相互转换的原理。在水平管道中流动的流体，具有动压能和静压能（位能相等），在一定条件下，这两种形式的能量可以相互转换，但能量总和不变。以体积流量公式为例： Q v = CεΑ/sqr（2ΔP/（1-β＾4）/ρ1）