气体浮子流量计的流量换算实例：空气标定后测量空气和氢气如何计算？

一、计算条件

有一台气体浮子流量计，厂家用p0=101325Pa、t0=20℃的空气进行标定。现用于测量p=350kPa、t=27℃的空气，需要计算以下两个问题：

（1）流量计显示4m³/h时，实际空气流量是多少？

（2）如果用来测量该状态下的氢气（H2），流量计显示4m³/h时，实际氢气流量是多少？

二、测量空气时的实际流量换算

假设空气和氢气在使用状态下符合理想气体状态方程。

对于仍然使用空气，只是实际使用压力和温度与标定状态不同时，可以利用浮子流量计测量不同状态下的空气流量。换算关系为：

qv = qv0 √[(p0T) / (pT0)]　（1）

标定温度为20℃，即T0=293K；实际使用温度为27℃，即T=300K。

将已知数据代入公式（1）：

qv = 4 × √[(101325 × 300) / (350 × 10³ × 293)]

qv = 2.18m³/h

因此，当气体浮子流量计在350kPa、27℃的空气中显示4m³/h时，实际空气流量为2.18m³/h。

三、测量氢气时的实际流量换算

如果将这台以空气标定的浮子流量计用于测量氢气，则除了压力和温度发生变化以外，被测气体也发生了变化，因此还需要考虑不同气体的气体常数。

空气的气体常数为：

RA = 287.06J/(kg·K)

氢气的气体常数为：

RH = 4124.03J/(kg·K)

相应的流量换算关系为：

qv = qv0 √[(p0TRH) / (pT0RA)]　（2）

代入数据：

qv = 4 × √[(101325 × 300 × 4124.03) / (350000 × 293 × 287.06)]

qv = 8.25m³/h

因此，在350kPa、27℃状态下测量氢气时，如果流量计显示4m³/h，则实际氢气流量为8.25m³/h。

四、利用换算系数计算氢气实际流量

氢气实际流量也可以利用换算系数进行计算。

根据相应的换算系数，可得：

Kρ = 3.788，Kp = 1.8586，KT = 0.9883

流量换算关系为：

qv = [Kρ / (Kp × KT)] qv0　（3）

代入数据：

qv = [3.788 / (1.8586 × 0.9883)] × 4

qv = 8.25m³/h

采用换算系数计算得到的结果同样为8.25m³/h，与利用气体状态方程得到的计算结果一致。

五、氢气流量换算到刻度状态

上述8.25m³/h是氢气在实际压力p和实际温度T状态下，流量计显示4m³/h时所对应的实际氢气流量。

如果将氢气流量换算到流量计的刻度状态，即t0=20℃、p0=101325Pa，则可以根据下式计算：

qv刻度 = Kρ × Kp × KT × qv　（4）

代入数据：

qv刻度 = 3.788 × 1.8586 × 0.9883 × 4

qv刻度 = 27.83m³/h

因此，氢气在p、T状态下流量计显示4m³/h时，换算到刻度状态t0=20℃、p0=101325Pa下的流量为27.83m³/h。

六、计算结果汇总

七、总结

从以上计算实例可以看出，通过浮子流量计得到的实际流量值与流量计的读数可能存在很大差别。

当实际被测气体的密度、压力、温度以及气体种类与标定条件不同时，需要根据被测介质的密度或状态进行换算。因此，在气体浮子流量计的实际使用中，根据标定条件和实际使用状态进行流量换算是非常重要的。