6  實(shí)際流體參數(shù)與節(jié)流裝置設(shè)計(jì)時(shí)所用的流體參數(shù)不同時(shí)的處理

6．1根據(jù)基本公式

如實(shí)際流體參數(shù)(溫度、壓力、相對(duì)濕度等)與設(shè)計(jì)時(shí)采用的流體參數(shù)不一樣，則 、 、d、 1值都會(huì)改變，應(yīng)對(duì)已有的節(jié)流裝置重新設(shè)計(jì)流量和差壓之間的數(shù)值關(guān)系．但當(dāng)溫度t1和壓力p1與設(shè)計(jì)時(shí)采用的值相差不大，對(duì) 、 、d的影響極小時(shí)，可只考慮 l的變化．

    在相同的 p下， 1的變化將使M值改變，因此應(yīng)對(duì)M值乘以修正系數(shù)b ，則，

     

式中： 1：—一在實(shí)際工作狀態(tài)下，節(jié)流體上游側(cè)取壓孔處的流體密度；

2：——計(jì)算節(jié)流件肘，采用的節(jié)流件上游側(cè)取壓孔處的流體密度．

1，值可根據(jù)實(shí)際的溫度、壓力由參數(shù)表中查得，也可根據(jù) l與溫度，壓力，相對(duì)濕度等參數(shù)的函數(shù)關(guān)系(理論的或經(jīng)驗(yàn)的)，直接用各參數(shù)的變化來(lái)表示．這時(shí)修正系數(shù)bp可為下列形式：

流體為氣體時(shí)

   

式中：T1i，pli，和z1i分別為計(jì)算節(jié)流件時(shí)，采用的節(jié)流件上游側(cè)取壓孔處的流體的絕對(duì)溫度(K)、絕對(duì)壓力(與P1同樣單位)和壓縮系數(shù)．TM p1．和zl，分別為在實(shí)際土作狀態(tài)下節(jié)泥件上游側(cè)取壓孔處的流體的絕對(duì)溫度(1()、絕對(duì)壓力(與pI，用同樣單位)和壓縮系數(shù)．

流體為液體時(shí)，

 

式中：t1i一一計(jì)算節(jié)流件時(shí)，采用的節(jié)流體上游側(cè)取壓孔處的流體溫度(℃)；

      tl。－一實(shí)際工作狀態(tài)下，節(jié)流件上游側(cè)取壓孔處的流體溫度(℃)；

    流體為水蒸氣時(shí)，一般只能作出bp與有關(guān)參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式．

    6．2若用查表法得出或用理論公式計(jì)算出 1的數(shù)值，當(dāng)測(cè)溫、測(cè)壓等條件不變時(shí)，無(wú)需對(duì) 1的基本誤差 增加任何附加誤差；若用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 1，值或b 值時(shí)，則應(yīng)對(duì) 1的基本誤差 幾何相加一個(gè)附加誤差 。 等于經(jīng)驗(yàn)公式的最大偏差值．

附錄4

           被測(cè)流體物理參數(shù)的確定方法

    1  被側(cè)流體的密度 1

    各種流體的密度，可在節(jié)流件前后用密度計(jì)實(shí)際測(cè)定，或根據(jù)節(jié)流體前的工作狀態(tài)（壓力和溫度）由表中查得．

    由于密度對(duì)流量測(cè)量精度的影響與差壓具有同等重要地位，必須對(duì)它進(jìn)行精確計(jì)算．

1．1液體：工作狀態(tài)下，液體的密度可按下式計(jì)算：

 

在高壓條件下，應(yīng)計(jì)算壓力對(duì)液體密度的影響，此時(shí)可用液體壓縮系數(shù)進(jìn)行校正．

當(dāng)已知其一狀態(tài)(pl，t1)下的液體密度 l時(shí)，用下式可求得其他狀態(tài)(p，t)下的液體密度

式中： ――液體在對(duì)比態(tài)（P_r＝ ，Tr＝ ）下的膨脹系數(shù)，由圖G－10查得；

1――液體在對(duì) 比態(tài)（P_r1＝ ，T_r1= ）下的膨脹系數(shù)，由圖G－10查得。

    液體混合物的密度．對(duì)同系物質(zhì)混合物，一般均可按比例取其平均值；對(duì)非同系物質(zhì)混合物，在臨界條件以前也可這樣做，而不致引起較大誤差，即，

     

式中：X1，X2，X3……為各組分的體積分?jǐn)?shù)；

1、 2、 3……為各組分的密度； m為混合物的密度．

1．2氣體：工作狀態(tài)下．干氣體的密度可按下式計(jì)算：

式中；T₀——絕對(duì)溫度(T0＝273．15K)

    已知相對(duì)濕度，工作狀態(tài)下濕氣體的密度可按下式計(jì)算：

式中：

為濕氣體干部分在溫度為t1分壓力為(p1— )時(shí)的密度（kg/m³）；

     s＝

 如果濕氣體的工作溫度t1不超過(guò)對(duì)應(yīng)于工作壓力下的飽和溫度tb，則 smax＝ b和 smax＝Pb，其中 b和P6分別為溫度為tl時(shí)飽和水蒸氣的密度和壓力．

    如果濕氣體的工作溫度t1＞tb則 smax等于pl和T1時(shí)過(guò)熱水蒸氣的密度，Psmax＝p1．

    當(dāng)已知其一狀態(tài)(p’，T’)下的相對(duì)濕度 ’，且P’和T’不同于工作狀態(tài)的pl和T1時(shí)，工作狀態(tài)下的相對(duì)濕度可按下式計(jì)算：

      

式中:   ――在p’和T’時(shí)的水蒸氣最大可能的密度，kg／m³．

    由上式求出的 ＞1時(shí)，說(shuō)明工作狀態(tài)下的氣體已被水蒸氣飽和，而且部分水蒸氣已冷凝，這時(shí)取 ＝1．

    已知絕對(duì)濕度，工作狀態(tài)下濕氣體的密度可按下式計(jì)算：

 

式中：0．804為0℃、760mmHg狀態(tài)下水蒸氣密度，kg/m³。

或   

    混合氣體的密度服從迭加規(guī)律．可按下式計(jì)算：

或：

       

式中：    m一一混合氣體的密度kg／m³；

1， 2… m一—混合氣體各組分的密度，kg／m³；

          Xl，X2…Xm—一混合氣體組分的體積百分?jǐn)?shù)，％；

          Y1，y2…ym一一混合氣體各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，％．

    2  可壓縮性流體的壓縮系數(shù)，

2．1根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，求得的氣體密度與實(shí)際氣體密度之間，在各種壓力和溫度下有不同程度的偏差．氣體壓縮系數(shù)就是衡量這個(gè)偏差的尺度．它可由下式確定：

一般氣體的壓縮系數(shù)已根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪成曲線，因此在確定該數(shù)值時(shí)，可直接在圖G－7上查得．

    2．2被測(cè)氣體的壓縮系數(shù)沒(méi)有試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，可按相應(yīng)狀態(tài)定律求其近似值．

相應(yīng)狀態(tài)是指兩種氣體的對(duì)比壓力和對(duì)比溫度分別相等。

對(duì)比壓力：

對(duì)比溫度：

根據(jù)上述公式求得的對(duì)比壓力和對(duì)比溫度，可在圖G—8上查得單一氣體的壓縮系數(shù)．

    2．3用假對(duì)比溫度和假對(duì)比壓力可由圖G—7求得沒(méi)有試驗(yàn)數(shù)據(jù)的混合氣體的壓縮系數(shù)的近似值．

    求混合氣體的假對(duì)比溫度和假對(duì)比壓力方法如下：

    2．3．1混合氣體的假臨界溫度和假臨界壓力，可按下列公式計(jì)算：

       

式中： ₁， ₂，…， _n——混合氣體各組份的臨界溫度，K；

      P_c1，P_c2，…，P_cn一一混合氣體各組份的臨界壓力，kgf／cm²；

      X1，X2，…，Xn－一混合氣體各組份的體積百分?jǐn)?shù)，％．

2．3．2混合氣體的假對(duì)比溫度和假對(duì)比壓力，按下列公式計(jì)算：

      

3  可壓縮流體的等熵指數(shù)K

計(jì)算流束膨脹系數(shù) 值時(shí)，需要知道被測(cè)氣體的等熵指數(shù)K，只有氣體服從理想氣體定律時(shí)，等熵指數(shù)才等于比熱比，即定壓比熱與定容比熱之比的值(cp／cv)．

對(duì)于實(shí)際氣體(非理想氣體)，等熵指數(shù)是壓力和溫度的函數(shù)．幾種常用氣體的等熵指數(shù)，見(jiàn)圖G—9．

混合氣體的等熵指數(shù)不服從迭加規(guī)律，但其定壓比熱和定容比熱服從迭加規(guī)律，可按迭加法則求得，然后再求出混合氣體的比熱比．

混合氣體的比熱比可用下式求得：

式中：  K――混合氣體的比熱比；

Mr1，Mr2，…Mrn一—各組分的分子量；

X1，X2，…，Xn——各組分的體積分?jǐn)?shù)；

cpl，cp2，…，cpn——各組分的定壓比熱；

K1，K2，…，Kn——各組分的比熱比．

4  被測(cè)流體的粘度 或v

4．1粘度是用于雷諾數(shù)計(jì)算的參數(shù)．由于雷諾數(shù)的精度對(duì)流量系數(shù)的影響較小，其計(jì)算精度不必和直接代人流量公式中的量一樣．所以對(duì)粘度數(shù)值的精度要求無(wú)需象密度那樣高。

    4．2液體：液體的粘度主要與溫度有關(guān)，壓力的影響可忽略不計(jì)．僅在接近臨界溫度時(shí)，才有較明顯的影響。

一般液體在常壓下的粘度可在圖G—11上查得(圖G—13為部分油品的粘度與溫度的關(guān)系曲線)．

    混合液體的鉆度不服從迭加規(guī)律．符合下列條件時(shí)，可按下列公式計(jì)算，必要時(shí)應(yīng)單獨(dú)測(cè)定．

4．2．1兩種互溶液體混合物的粘度，可按下式計(jì)算：

 

式中： m， 1， 2——分別為混合物、組份1和組份2的動(dòng)力粘度cP；

Xl、X2一—分別為組份1和組份2的分子份數(shù)．

    上式僅適合于兩種組份的份子量和粘度均相差不大的非電介質(zhì)和非締合性液體．

    4．2．2兩種互不溶液體混合物的粘度可按下式計(jì)算：

當(dāng)分散相的體積分?jǐn)?shù) a＜0．03時(shí)，   

式中： m， _F， a——分別為混合相，連續(xù)相和分散相的動(dòng)力粘度．

當(dāng)由 a＞0．03時(shí)：

 

式中：Xl、X2—一分別為兩相的分子份數(shù)；

      1、 2—一分別為兩相的動(dòng)力粘度．

  混合液為乳濁液時(shí)：

    式中： _F為連續(xù)相的體積分?jǐn)?shù)；其余符號(hào)同前．

    4．3氣體：氣體的動(dòng)力粘度與溫度有關(guān)，當(dāng)氣體不服從理想氣體定律時(shí)，亦與壓力有關(guān)．

    4．3．1一般氣體在常壓下的粘度，可在圖G—5上查得．

    若在上圖中查不到數(shù)據(jù)時(shí)，可用下式計(jì)算其近似值 ：

＝0．0001286Mr0^．5pe ^0.667Tr                (4—23)

式中： ——單位用cp；

      Mr——分子量．

    4．3．2高壓氣體的粘度，應(yīng)先求出常壓下的粘度，然后乘以粘度的壓力修正系數(shù)得出．

粘度的壓力修正系數(shù)，可用對(duì)比參數(shù)在圖G—6上查得．