Принцип работы расходомеров переменного перепада давления основан на том, что с изменением расхода вещества изменяется перепад давления, создаваемый сужающий поток устройством, установленным в трубопроводе (рис. 9.1).
Расходомер переменного перепада давления с сужающим устройством состоит из установленного на трубопроводе сужающего устройства (СУ) 1, соединительных трубок 2 и измерителя перепада давления, например U -образного дифманометра 3. При прохождении вещества через СУ средняя скорость потока увеличивается (рис. 9.1, б); часть потенциальной энергии давления переходит в кинетическую.
В результате этого статическое давление потока после СУ уменьшается, что вызывает перепад давления на нем (рис. 9.1, в). Сжатие потока начинается перед СУ за сечением 1-1 и достигает наибольшей величины на некотором расстоянии от СУ в сечении 2-2, затем струя расширяется до полного сечения трубопровода. Статическое давление потока около стенки трубопровода при подходе к СУ
Рис. 1.
возрастает, что обусловлено подпором, и понижается до минимума в месте наибольшего сужения струи. Далее, по мере расширения струи давление потока около стенок повышается, но не достигает прежнего значения на величину потери, обусловленной завихрениями, ударом и трением (сечение 3-3).
Перепад давления на СУ зависит от расхода протекающего вещества и может служить мерой расхода.
Для установления зависимости расхода вещества от перепада давления на СУ запишем закон сохранения энергии, и уравнение неразрывности струи для сечений 1-1 и 2-2:
(2)
(3)
где P ’1 и P ’2 - абсолютные статические давления в сечениях 1-1 и 2-2, Па; и W - средние скорости потока в этих же сечениях; A 1 и А 2 - площади сечений потоков; ρ - плотность вещества. Введем безразмерные величины: 
- модуль СУ; μ = A 2/ A 0 - коэффициент сужения струи (где А 0 - площадь отверстия СУ, d - диаметр СУ, D – диаметр трубопровода). Совместное решение уравнений (2) и (3) дает:
. (4)
Обычно перепад давление измеряют не в сечениях А - А и В - В (т. е. не 
), а непосредственно до и после сужающего устройства, а именно D P = P 1 - P 2. Соотношение между указанными перепадами устанавливается с помощью поправочного коэффициента y, т.е.
.
Тогда уравнение (4) примет вид.
, (5)
где Р 1 и Р 2 - перепад давления непосредственно у торцов СУ, Па.
Объемный расход Q равен
или
Введем обозначение 
. Эта величина учитывает расхождение теоретического и действительного расходов вещества, протекающего по трубопроводу, и называется коэффициентом расхода. Тогда объемный расход выразится:
(6)
При измерении расхода сжимаемых веществ в уравнение (6) следует вводить поправочный коэффициент, учитывающий расширение вещества.
Коэффициент расхода зависит от геометрической формы и размеров СУ, от физических свойств вещества и скорости потока. Для удобства практического применения формулы (6) ρ выражается в кг/м3. Вместо секундного расхода пользуются часовым; площадь СУ выражают через внутренний диаметр трубопровода D, мм при рабочей температуре t °С. При этих условиях основная рабочая формула, примет вид
(7)
где Δ Р = (Р 1 - Р 2); К - поправочный множитель на изменение внутреннего диаметра трубопровода при отклонении температуры от 20°С.
Диаметр отверстия СУ при температуре его изготовления (20 °С) находят по равенству:
.
