文丘里流量计算器是什么？
文丘里流量计利用伯努利原理来测量流体在管道中的体积流量：当流体流经收缩的喉部时速度加快，压力随之下降。只要测出进口与喉部之间的压力差，就能算出流量。本计算器是通用工具，适用于任何不可压缩流体，只需在一套统一的 SI 单位下输入即可。
使用方法
输入进口直径 \(D_1\) 与喉部直径 \(D_2\)（单位：米）、实测压差 \(\Delta P\)（单位：帕斯卡）、流体密度 \(\rho\)（单位：kg/m³），以及流量系数 \(C_d\)（制作精良的文丘里管通常为 0.95–0.99）。计算器会给出以 m³/s 和 L/s 表示的体积流量、喉部流速，以及进口和喉部两处的截面积。
公式解析
控制方程为：
$$Q = \text{C}_d \cdot A_2 \cdot \sqrt{\dfrac{2\,\Delta P}{\rho\left(1 - \left(\frac{A_2}{A_1}\right)^2\right)}}$$其中 \(A_1 = \frac{\pi}{4}D_1^2\) 与 \(A_2 = \frac{\pi}{4}D_2^2\) 分别为进口和喉部的截面积。流量系数 \(C_d\) 用于修正实际工况下的摩擦损失和非理想流动。喉部流速则可由 \(v_2 = Q/A_2\) 直接求得。
计算示例
设 \(D_1 = 0.1\ \text{m}\)，\(D_2 = 0.05\ \text{m}\)，\(\Delta P = 5000\ \text{Pa}\)，\(\rho = 1000\ \text{kg/m}^3\)，\(C_d = 1\)：则 \(A_1 = 0.0078540\ \text{m}^2\)，\(A_2 = 0.0019635\ \text{m}^2\)，面积比 = 0.25，因此 \(1 - 0.25^2 = 0.9375\)。于是 $$Q = 1 \times 0.0019635 \times \sqrt{\frac{10000}{937.5}} = 1 \times 0.0019635 \times 3.2660 = 0.006413\ \text{m}^3/\text{s}$$ 喉部流速 \(= 0.006413 / 0.0019635 \approx 3.266\ \text{m/s}\)。若取 \(C_d = 0.98\)，流速相应约为 \(3.20\ \text{m/s}\)。
常见问题
\(C_d\) 该取多少？经典文丘里管的流量系数通常在 0.95 到 0.99 之间。若只做理想化的理论计算，可取 1.0。
能用于气体吗？该方程假设流体不可压缩，因此适用于液体，以及低流速、低压差工况下的气体。对于可压缩流动，则需引入膨胀系数加以修正。
为什么喉部流速比进口流速更高？由质量守恒（连续性原理）可知，流体通过较小的喉部截面时必然加速，这正是此处压力下降的原因。
