涡街流量计温度压力与流量的关系

涡街流量计的测量结果与温度、压力密切相关，尤其是测量气体或蒸汽时，温度和压力的变化会直接影响流量计的输出值和实际流量值。以下是它们之间的关系及影响机制：

1. 温度、压力对流量测量的影响

(1) 对气体和蒸汽流量的影响

涡街流量计直接测量的是工况条件下的体积流量（Q，单位：m³/h），但实际工程中通常需要：

标准状态体积流量（Qₙ，Nm³/h）

质量流量（Qₘ，kg/h）

由于气体和蒸汽的密度（ρ）随温度（T）和压力（P）变化，若不进行补偿，会导致测量误差。

① 理想气体状态方程

PV=nRT⇒ρ=（P⋅M）/（R⋅T）

（M=摩尔质量，R=气体常数）

压力（P）升高 → 密度（ρ）增大 → 相同工况体积流量下，质量流量增加。

温度（T）升高 → 密度（ρ）降低 → 相同工况体积流量下，质量流量减少。

举例：

如果压力降低10%（如从1MPa降至0.9MPa），而流量计未补偿，则质量流量低估约10%。

如果温度升高50℃（如从20℃升至70℃），密度降低约14%，质量流量高估14%（若未补偿）。

② 蒸汽流量的特殊性

饱和蒸汽：密度仅由压力（P）或温度（T）决定（因两者一一对应），通常只需压力补偿。

过热蒸汽：需同时补偿压力（P）和温度（T），因为其密度受两者共同影响。

(2) 对液体流量的影响

液体通常视为不可压缩流体，温度和压力对密度影响较小，但仍需注意：

高温液体（如导热油）：温度变化可能导致密度变化，需温度补偿。

高压液体：*端高压可能影响流量计机械结构，但一般不影响测量精度。

2. 温压补偿公式

(1) 标准状态体积流量（Qₙ）计算

Qn=Q×（P/Pn）×（Tn/T）

Q：工况体积流量（m³/h）

P：实际绝对压力（kPa）

T：实际绝对温度（K = ℃ + 273.15）

Pn：标准大气压（101.325kPa）

Tn：标准温度（273.15K 或 293.15K，取决于标准状态定义）

(2) 质量流量（Qₘ）计算

Qm=Q×ρ=Q×（P×M）/（R×T）

（适用于气体或蒸汽）

3. 实际应用中的补偿方式

补偿方式：内置温压补偿

适用场景：高端涡街流量计（如气体/蒸汽专用）

说明：流量计自带PT传感器，自动计算修正。

补偿方式：外接补偿

适用场景：普通涡街流量计 + DCS/PLC

说明：外接压力变送器、温度传感器，由控制系统计算。

补偿方式：手动补偿

适用场景：离线数据修正（如报表统计）

说明：根据历史温压数据人工修正流量值。

4. 不补偿的后果

贸易结算：气体/蒸汽流量误差可达 10%~30%，造成经济损失。

工艺控制：反应釜进气量、燃烧控制等因密度变化而失控。

蒸汽计量：饱和蒸汽未补偿压力时，温度变化会导致 5%~15% 的误差。

5. 关键注意事项

传感器安装位置

压力变送器应装在流量计上游（避免节流后压力降低）。

温度传感器需插入管道中心，确保测量准确。

标准状态定义

Nm³/h 的标准状态可能是 0℃ & 101.325kPa 或 20℃ & 101.325kPa，需与合同一致。

蒸汽测量优先补偿压力

饱和蒸汽用压力补偿更准确（温度测量延迟较大）。

总结

变量：压力（P）↑

对涡街流量计的影响：气体密度↑，质量流量↑

是否需要补偿？气体/蒸汽：必须补偿

变量：温度（T）↑

对涡街流量计的影响：气体密度↓，质量流量↓

是否需要补偿？气体/蒸汽：必须补偿

变量：液体

对涡街流量计的影响：影响*小（除非*端工况）

是否需要补偿？通常不需要

结论：

测量气体/蒸汽时，温压补偿必不可少，否则会导致显著误差。

测量液体时，一般无需补偿，除非高温或特殊工况。

正确选择补偿方式（内置/外接）可确保流量计的高精度和稳定性。

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