智能天然氣流量計(jì)廣泛應(yīng)用于發(fā)電及熱電聯(lián)產(chǎn)、供熱行業(yè)；航空、航天、造船、核能及兵器行業(yè)；機(jī)械、冶金、煤礦及汽車制造行業(yè)；石油、化工行業(yè)；醫(yī)藥、食品及煙灑制造行業(yè)；森工、農(nóng)墾及輕工行業(yè)等。

  天然氣流量計(jì)對于測量氣體來講，差壓式流量計(jì)是一類應(yīng)用較廣泛的流量計(jì)，在各類流量儀表中其使用量占居重要地位。近年來，由于各種新型流量計(jì)的問世，它的使用量百分?jǐn)?shù)逐漸下降，但目前仍是較重要的一類流量計(jì)。差壓式流量計(jì)是根據(jù)安裝于管道中標(biāo)準(zhǔn)孔板產(chǎn)生的差壓，已知的流體條件和標(biāo)準(zhǔn)孔板與管道的幾何尺寸來計(jì)算流量的儀表。差壓式流量計(jì)由一次裝置（標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)）和二次裝置（差壓變送器、配電器、控制器和流量計(jì)算機(jī)）組成。

①力矩分析

作用在渦輪上的力矩有:

a.流體流過渦輪時對葉片產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動力矩Tr，它是主動力矩。

b.渦輪軸與軸承之間摩擦產(chǎn)生的機(jī)械摩擦力矩Trm　。

c.流體流經(jīng)渦輪時對渦輪產(chǎn)生的流動阻力力矩Trf。

d.電磁轉(zhuǎn)換器對渦輪產(chǎn)生的電磁阻力力矩Tre。

因此，渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度?？杀硎緸?/span>:

式中，J是渦輪的轉(zhuǎn)動慣量。一般情況下，電磁阻力力矩Tre很小。渦輪以恒定的旋車轉(zhuǎn)角速度旋轉(zhuǎn)，因此，旋轉(zhuǎn)角速度w對時間的微分為零。即有:

O=Tr-Trm-Trf

旋翼的導(dǎo)流片與軸線之間夾角為θ，流體的入口和出口流速為u1和u2。它們與圓周方向的夾角分別是α1和α2。流體對旋翼作用產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力是圓周方向的。根據(jù)動量原理，其圓周方向的力fr等于單位質(zhì)量流體量在圓周方向的動量變化，即:

fr=gvρ(u1cosα1-u1cosα2)

式中，qv和ρ是流體的體積流量和密度。

因入口和出口圓周運(yùn)動速度相等，有:ur1=ur2=ur=wr。

流體離開葉片的相對速度與圓周運(yùn)動方向夾角等于葉片傾角θ，因此，有:β2　=90°-θ。

因流體流速的軸向分量沒有變化，有:u1=u2sinα2

經(jīng)化簡，得：fr=qvρ(u1tanθ-wr)。因此，主推力力矩為：Tr=frr=rqvρ(u1tanθ-wr)

考慮u1-qv/A?！?/span>A是流通截面積。則有：

用儀表系數(shù)K表示，即：

式中，z是渦輪葉片數(shù);f是渦輪產(chǎn)生的脈沖率。

根據(jù)上述，有下列結(jié)論:

a.當(dāng)與Tr比較，Trm,和Trf可忽略時，即可近似認(rèn)為它們的值為零，這時，天然氣流量計(jì)的體積流量qv與渦輪產(chǎn)生的脈沖頻率了成正比。

葉片數(shù)Z增加，則K增加，同樣脈沖頻率下流體體積流量減小，換言之，同樣體積流量時的脈沖數(shù)增加。

傾角θ增加，則K增加，同樣脈沖頻率下流體體積流量減小，換言之，同樣體積流量時的脈沖數(shù)增加。

葉片半徑r減小或流通截面積A減小，則K增加，同樣體積流量時的脈沖數(shù)增加。

考慮實(shí)際應(yīng)用時，渦輪需要先克服靜摩擦力矩后才能轉(zhuǎn)動，因此，Trm不為零.仍假設(shè)流體阻力力矩Trf忽略。則剛開始旋轉(zhuǎn)時的流量稱為始動流量，這時，輸出脈沖頻率仍為零，即有：

因此，始動流量qvmin為：

始動流量與渦輪軸與軸承之間摩擦產(chǎn)生的機(jī)械摩擦力矩Trm有關(guān)，該力矩大則始動流量也大。傾角θ增加，從上式可知，一方面它使始動流量減小;另一方面，它增加了機(jī)械摩擦力矩，使始動流量加大。因此，傾角θ有一個優(yōu)化值。

葉片半徑r加大或流通截面積A減小，可減小始動流量。但也對儀表系數(shù)K有影響。

流體密度大，則始動流量小。因此，當(dāng)流體溫度變化引起其密度變化時，始動流量變化。

當(dāng)流體流量大于始動流量后，流體主推力力矩主要克服流體阻力力矩，可忽略動摩擦力矩。因此，可根據(jù)流體流動狀態(tài)進(jìn)行分析。

層流流動。流體層流流動的阻力力矩可表示為流體體積流量的線性函數(shù):Trf=C2μqv

式中，C1是阻力系數(shù);μ是流體黏度。

紊流流動。流體紊流流動的阻力力矩可表示為流體體積流量的二次方函數(shù):Trf=C2ρqv

式中，C2是阻力系數(shù)。ρ是流體密度。

儀表系數(shù)K。根據(jù)上述，繪制如圖所示儀表系數(shù)與流體流量之間的關(guān)系曲線。