文丘里流量計的原理公式推導基於流動連續性方程(質量守恆定律)和伯努利方程(能量守恆定律)。當流體流經文丘里管時,在喉部形成局部收縮,導致流速增加和靜壓力降低,從而在喉部前後產生壓差。這個壓差與流量的大小成正比。
關鍵公式:
壓差與流量的關係:
ΔP = ρv²/2
其中,ΔP是總壓和靜壓之間的壓差,ρ是流體密度,v是流體速度。
流量計算:
Q = KAΔP
Q是流量,A是管道截面積,ΔP是壓差,K是流量係數,與文丘里管形狀、截面積等因素有關。
補充說明:
流動連續性方程:
質量流量 qm = 截面積 A × 流體速度 v
保證在流動過程中,流體的質量守恆。
伯努利方程:
適用於無粘性、不可壓縮流體在重力場中的流動。
在文丘里管中,流體速度的增加導致壓力的降低,形成壓差。
綜上所述,文丘里流量計通過測量流體流經喉部時產生的壓差,結合流動連續性方程和伯努利方程,計算出流體的流量。這種方法適用於氣體和液體流量的精確測量。