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Bobby Brown
更新 2019-07-02
流量計算公式指南:根據流量、流速與管徑選擇流量計

本文摘要

  • 使用數學公式(管截面積 = ID² ÷ 4 × π)計算流量、流速和管徑之間的關係。
  • 選擇合適的流量計對測量的準確性和可靠性至關重要,選擇不當的流量計可能導致測量誤差或校準不准確。
  • 透過公式和對照圖,可以在已知流量、流速或管徑中的兩個數據的情況下,推算出第三個數據,幫助選擇合適的流量計。
  • 流速是指流體流動的速度,而流量是在單位時間內流過特定截面的流體或電荷的量。
  • 選擇流量計時需考慮流量守恆原則,不建議將很粗的管道連接到很細的流量計上,並需要注意不同標準和單位之間的換算。

本文目錄

市場上的流量計選擇琳瑯滿目,選擇適合的流量計對確保測量的準確性和可靠性至關重要。若選擇不當的流量計,可能導致測量誤差或校準不準確,進而影響測量數據的準確性。因此,在挑選合適的流量計之前,我們需要理解流量、流速和管徑之間的相互關係。本文將探討這個議題,並協助您挑選最適合您需求的流量計。


一、使用數學公式輕鬆計算流量、流速和管徑

我們可以透過以下公式來計算流量、流速和管徑之間的關係:

流量與管截面積計算公式

*在計算過程中,需要注意不同單位的換算。 以下是一個簡單的例子,說明如何使用流量計算公式: 例:假設有一個內徑為 2 吋的管道,流速為 1 m/s,請問其流量為多少?

管道流量計算示意圖

2 吋管道的內徑(ID)為 51mm,將其代入管截面積公式(管截面積 = ID² ÷ 4 × π),計算出管截面積為 0.002041785 m²。 接著,將 管截面積 與 流速 代入流量公式(流量 = 管截面積 × 流速),得出 流量 為 122.5071 L/min(LPM)。

[1]

二、運用流量、流速和管徑關聯,選出最適合的流量計

藉由上述的公式,LORRIC 整理了以下表格,當您僅知道流量、流速或管徑中的兩個數據時,仍可透過下方的對照圖,推算出第三個數據。例如,若您已知流量和管徑的數據,可以使用對照圖找出適合的流速。透過這些數據,您便能夠選出適合您流量計的型號。
流量、流速和管徑對照表
流量、流速和管徑對照表 (公制)
流量、流速和管徑對照表 (英制)

以下是在使用 LORRIC 流量計時,不同類型所適用的流速範圍,供您參考:

LORRIC各流量計類型所適用的流速範圍

使用 LORRIC 流量計時,不同原理流量計適用的流速範圍:面積式流量計(浮子式流量計)_0.05 ~ 3.5 m/s;超音波流量計_0.1 ~ 10 m/s;AxleSense 蹼輪式流量計_0.15 ~ 10 m/s (AxleSense 蹼輪式流量計搭載專利軸感應技術,其量程較其他品牌的蹼輪式流量計提升了 2 倍。)



三、深入探索相關資訊與實用建議

1. 流速是什麼?圖解這關鍵概念

圖解流速的概念
流速即流體流動的速度,表示流體在單位時間內移動的距離。
[2]

2. 流量是什麼?快速了解流量的定義

流量是指在單位時間內(對應的國際單位制基本單位為秒)流過特定截面的流體(液體或氣體)或電荷的量;流體的量可以是體積或質量,電荷的量則是庫侖。
常聽到的LPM是升/分鐘 (liter/minute [L/min]),每分鐘多少公升的意思,常用於測量液體流量,如水處理設備、醫療設備中的液體輸送速率等。
快速換算流量,請至:線上流量單位換算器
[3]

3. 選擇流量計的建議與注意事項

  • 流量守恆原則:只要管道不漏水且沒有分叉,流量在管道任何一處都是相同的。因此,只要將管道安裝在最穩定的位置,所測得的流量都將一致。
     
     
  • 在相同的流量情況下,流速和管內截面積成反比。管道越小,流速越快;管道越大,流速越慢。因此,不建議將很粗的管道連接到很細的流量計上。這樣做不僅會導致能量損失,而且最主要的是流速可能會超出流量計的測量範圍。
     
     
     
     
  • 即使是相同的管道,美國規格和日本規格的內徑可能不同。DN 規格定義的是標準尺寸的管道外徑,可以預設內徑,但是根據公式,如果內徑相差30%,流量將會相差一半。因此,需要特別注意這種誤差。而且不同標準的管壁厚度也會有所不同。不同厚度的管道外徑可能相同,但內徑的厚度不同,這會影響到內徑的尺寸。以 SCH(管道壁厚度的編號)數字為例,數字越大,內徑越小。在相同流量情況下,流速將會越大。
  • 在計算過程中,需要注意不同單位之間的換算,例如 1000 毫升(ml)= 1 升(litre);1 毫米(mm)= 0.001 米。

參考資料

  1. ^ wikipedia - Continuity equation (2023-03-03)
     
     
  2. ^ wikipedia - 流速 (2023-03-03)
     
  3. ^ wikipedia - 流量 (2023-03-03)
     
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