流量計量中常用的物性參數

在流量測量和計算中，要使用到一些流體的物理性質（流體物性），它們對流量測量的準確度及流量計的選用都有很大影響。限于本書篇幅，我們對這些物性參數只作基本概念及一些簡單計算式的介紹，詳細數據資料需到有關手冊去查詢。

1．流體的密度

流體的密度由下式定義

ρ=m/V

式中：ρ——流體密度，kg/m³；

m——流體的質量，kg；

V——流體的體積，m³。

（1）液體的密度

壓力不變時，液體密度計算式為：

ρ=ρ20[1-μ（t-20）]（4.10-6）

式中：ρ——溫度t時液體的密度，kg/m³；

ρ20——20℃時液體的密度，kg/m³；

μ——液體的體積膨脹系數，1/℃；

t——液體的溫度，℃。

溫度不變時，液體密度計算式為：

ρ1=ρ0[1-β（ρ0-ρ1）]（4.10-7）

式中：ρ1——壓力p1時液體的密度，kg/m³；

ρ0——壓力p0時液體的密度，；kg/m³；

β——液體的體積壓縮系數1/Mpa；

p0、p1——液體的壓力，Mpa。

通常壓力的變化對液體密度的影響很小，在5Mpa以下可以忽略不計，但是對于碳氫化合物，即使在較低壓力下，亦應進行壓力修正。

（2）氣體的密度

工作狀態(tài)下干氣體的密度計算式為：

式中：ρ——工作狀態(tài)下干氣體的密度，kg/m³；

ρn——標準狀態(tài)下（293.15k，101.325kPa）干氣體的密度，kg/m³；

p——工作狀態(tài)下氣體的壓力，kPa；

pn——標準狀態(tài)下壓力，kPa；

T——工作狀態(tài)下氣體的溫度，K；

Tn——標準狀態(tài)下溫度，293.15K；

Zn——標準狀態(tài)下氣體的壓縮系數；

Z——工作狀態(tài)下氣體的壓縮系數。

2．流體的粘度

流體本身阻滯其質點相對滑動的性質稱為流體的粘性。流體粘性的大小用粘度來度量。同*體的粘度隨流體的溫度和壓力而變化。通常溫度上升，液體的粘度下降，而氣體粘度上升。液體粘度只在很高壓力下才需進行壓力修正，而氣體的粘度與壓力、溫度的關系十分密切。表征流體粘度常用有如下二種：

（1）動力粘度

式中：η——流體動力粘度，Pa·s；

τ——單位面積上的內摩擦力，Pa；

——速度梯度，1/s；

u——流體流速，m/s；

h——兩流體層間距離，m。

（3）運動粘度

流體的動力粘度與其密度的比值稱為運動粘度。

式中：v——運動粘度。

3．熱膨脹率

熱膨脹率是指流體溫度變化1℃時其體積的相對變化率，即：

式中：β——流體的熱膨脹率，1/℃；

V——流體原有體積，m³；

V——流體因溫度變化膨脹的體積，m³；

T——流體溫度變化值，℃。

4．壓縮系數

壓縮系數是指當流體溫度不變，所受壓力變化時，其體積的變化率，即：

式中：K——流體的壓縮系數，1/Pa；

V——壓力為p時的流體體積m³；

V——壓力增加p時流體體積的變化量，m³。

5．雷諾數

雷諾數是一個表征流體慣性力與粘性力之比的無量綱量，其定義為：

式中：v——流體的平均速度，m/s；

ι——流速的特征長度，如在圓管中取管內徑值，m；

υ——流體的運動粘度，m2/s。

如雷諾數小，粘性力占主要地位，粘性對整個流場的影響都是重要的。如雷諾數很大，則慣性力是主要的，粘性對流動的影響只有在附面層內或速度梯度較大的區(qū)域才是重要的。