如何依據流量、流速與管徑選出適合的流量計?


 

本文目錄

● 如何從簡單的數學方程式計算流量、流速、與管徑?

● 利用流量、流速、管徑三者的關係選出適合的流量計

● 相關資訊補充

- 什麼是流速?

- 什麼是流量?

- 建議與注意事項

 

 

市面上流量計的選擇非常繁多,選擇適當的流量計對於確保測量的精確和可靠非常重要。如果選擇不當的流量計,可能會導致測量偏差或失準,進而影響測量數據的精確性。因此,在選擇適合的流量計之前,我們需要了解流量、流速和管徑三者之間的關係。本文將探討這個問題,並幫助大家選擇最適合您的流量計。

 

 

如何從簡單的數學方程式計算流量、流速、與管徑?

 

我們可以藉由以下公式得出流量、流速、與管徑三者之間的關係:

 

  • 流量 ( 單位為 LPM ) = 管截面積 × 流速
  • 管截面積 = ID² ÷ 4 × π (ID為管內徑,π 為3.14)

 

*計算的過程中需注意不同單位的換算。

 

以下我們用個簡單的例子來說明流量計算公式:

例:2吋管內流體,流速控制在 1 m/s 時,其流量為多少?

 

流量計算公式

 

2吋管的管徑 (內徑) 為 51mm,帶入管截面積公式 (管截面積 = ID² ÷ 4 × π),算出 管截面積0.002041785 m²

接著將 管截面積流速 帶入流量公式 (流量 = 管截面積 × 流速),就可以得出 流量122.5071 L/min (LPM)

 

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利用流量、流速、管徑三者的關係選出適合的流量計

 

透過以上的算式,LORRIC 幫大家整理了以下表格,若您只知道流量、流速、管徑等其中兩個數據,仍可利用下方對照圖,得知第三個數數據,例如,您有流量與管徑的數據,循著對照圖將可得知適合的流速,利用此數據,便可選出適用您的流量計。

  流量、流速、管徑對照圖

 


LPM

名稱

4分管 6分管 1吋管 1-1/4吋管 1-1/2吋管 2吋管 2-1/2吋管
近似管內徑 (mm) 16 20 25 31 40 51 68
流速m/s
0.1 1.2 1.9 2.9 4.5 7.5 12.3 21.8
0.15 1.8 2.8 4.4 6.8 11.3 18.4 32.7
0.2 2.4 3.8 5.9 9.1 15.1 24.5 43.6
0.3 3.6 5.7 8.8 13.6 22.6 36.8 65.4
0.5 6.0 9.4 14.7 22.6 37.7 61.3 109.0
1 12.1 18.8 29.5 45.3 75.4 122.6 217.9
2 24.1 37.7 58.9 90.6 150.8 245.1 435.8
3 36.2 56.5 88.4 135.9 226.2 367.7 653.7
4 48.3 75.4 117.8 181.1 301.6 490.3 871.6
5 60.3 94.2 147.3 226.4 377.0 612.8 1089.5
6 72.4 113.1 176.7 271.7 452.4 735.4 1307.4
7 84.4 131.9 206.2 317.0 527.8 858.0 1525.3
8 96.5 150.8 235.6 362.3 603.2 980.6 1743.2
9 108.6 169.6 265.1 407.6 678.6 1103.1 1961.1
10 120.6 188.5 294.5 452.9 754.0 1225.7 2179.0
15 181.0 282.7 441.8 679.3 1131.0 1838.5 3268.5
20 241.3 377.0 589.0 905.7 1508.0 2451.4 4358.0

 


GPM
名稱 4分管 6分管 1吋管 1-1/4吋管 1-1/2吋管 2吋管 2-1/2吋管
近似管內徑 (inch) 0.622 0.824 1.049 1.38 1.61 2.067 2.677
流速ft/s
0.3 0.28 0.50 0.81 1.40 1.90 3.14 5.26
0.5 0.47 0.83 1.35 2.33 3.17 5.23 8.77
0.7 0.66 1.16 1.89 3.26 4.44 7.32 12.28 
1 0.95 1.66 2.69 4.66 6.35 10.46 17.54
2 1.89 3.32 5.39 9.32 12.69 20.92 35.09
3 2.84 4.99 8.08 13.99 19.04 31.38 52.63
5 4.74 8.31 13.47 23.31 31.73 52.30 87.72
7 6.63 11.63 18.86 32.63 44.42 73.21 122.80
10 9.47 16.62 26.94 46.62 63.45 104.59 175.43
13 12.31 21.61 35.02 60.61 82.49 135.97 228.06
17 16.10 28.26 45.79 79.25 107.87 177.80 298.23
20 18.94 33.24 53.88 93.24 126.91 209.18  350.86 
25 23.68 41.55 67.34 116.55 158.64 261.48 438.58
30 28.41 49.86 80.81 139.86 190.36 313.77 526.29
45 42.62 74.80 121.22 209.79 285.55 470.66 789.44
60 56.83 99.73 161.63 279.72 380.73 627.54 1052.59

 

 

以下為使用者選用LORRIC流量計類型所適用的流速範圍,供各位做參考:

 

LORRIC流量計類型所適用的流速範圍

 

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,量程較它牌蹼輪式流量計提升2倍。

 

LORRIC 工程團隊撰寫了本文,旨在解釋管徑、流速與流量的三者關係。具體案件中,若您無法確知這些數據,而需要更多挑選流量計的協助,歡迎點擊下方「聯絡我們」留言,我們將會安排專人為您服務。

 

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相關資訊補充

 

 

- 什麼是流速?

流速即流體流動的速度,也就是流體在單位時間內所移動的距離。

 

什麼是流速

 

- 什麼是流量?

流量,指單位時間(對應的國際單位制基本單位為秒)內流過特定截面的流體(液體或氣體)或電荷的量;流體的量為體積或質量,電荷的量為庫侖。

 

詳細了解流量的單位:LORRIC 噴嘴流量表四大特色

 

- 建議與注意事項

  • 流量守恆:只要管子無漏水和分岔,流量在管子的任何一處都是相同的,因此管子只要安裝在其最穩定的位置,測得的流量都會是一樣的。
  • 同流量下流速與管內截面積成反比,,管子小、流速就快;管子大、流速慢,因此不建議使用者將很粗的管子接很細的流量計,除了造成能量損失,且最大的原因是流速會變快,可能會超出原本流量計的測量範圍。
  • 即使是同一管子,美規和日規的內徑會不一樣DN規格定義的是標準尺寸的管子外徑,可預設ID,抓一個概數來算,但根據公式,如若內徑相差30%,流量會相差一半,因此需要注意誤差。而不同標準的管壁厚度也有差異,不同厚度的管子外徑是一樣,但裡面的厚度不一樣就會影響到內徑,以 sch 數字為例,數字愈大,內徑就會愈小,在相同流量下,流速就會愈大。
  • 計算時需注意算式內數字單位的換算,例如 1000ml= 1litre;1mm= 0.001m。

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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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