1　概述
　　轉子(zi)流量計(Rotometer),又稱(cheng)浮子流量計(ji)(FloatTypeFlowmeter),在工業中得(dé)到廣泛的應(yīng)用。它可🔞測🥰量(liang)液體、氣🧑🏽‍🤝‍🧑🏻體和(he)蒸氣的流量(liang),宜測中小管(guǎn)徑(DN4～250)的流♻️量。壓(yā)力損失小💜且(qiě)恒定,測量範(fan)圍比較寬,量(liang)程比1:10,工作可(ke)靠且刻度👉線(xian)性,使用維修(xiū)方便,對儀表(biao)前後直管段(duan)長度⛷️要求不(bu)高㊙️。其測量精(jing)🚶‍♀️度爲±2%左右,受(shou)被測液體的(de)密度、粘⁉️度、純(chún)淨度以及溫(wēn)度、壓力的影(yǐng)響,也受安裝(zhuang)垂直度的影(ying)響。玻璃管浮(fú)子流量計結(jié)構簡單,成本(ben)低,易制成防(fáng)腐蝕性儀表(biao),但其強度低(di)。金屬管浮子(zǐ)流量計可輸(shu)出标準信号(hao),耐高壓,能實(shí)現流量的指(zhǐ)示、積算、記錄(lu)、控制和報警(jǐng)等多種功能(néng)。
1.1　原理及結構(gou)
1.1.1　沖量定理及(jí)應用
　　設一物(wu)體的質量爲(wèi)m,作用其上的(de)力爲F,實際上(shàng)流體🍓的速度(du)🤞v,物體變化路(lu)程爲L。那麽根(gēn)據沖量定理(lǐ)可推出

1.1.2　測量(liàng)原理及結構(gou)
　　如果将阻擋(dǎng)體置于直立(li)且具有錐度(dù)(上大下小)的(de)管道中✉️,就形(xing)成轉子式的(de)流量計,它的(de)工作原理如(rú)圖1所示。

　　當流(liu)量增加時,轉(zhuǎn)子接受流體(tǐ)自下而上的(de)沖力将增加(jia),因而⭐被沖向(xiang)上方,一到達(da)上面,由于流(liu)通截面🌍增加(jiā),流速減小,沖(chong)力也随之減(jiǎn)小。當沖力和(he)差壓對轉子(zǐ)截🚶‍♀️面構成的(de)作用力以及(ji)粘滞摩👅擦力(li)等的合🌈力與(yǔ)轉子本身在(zai)流♻️體中重量(liang)🔴相等時,轉子(zi)即處于🔴一平(ping)衡狀态🌂,不再(zai)上升或🌏下降(jiàng),這個位置就(jiù)表示新的流(liú)量值。
1.2　計算公(gōng)式
　　設轉子的(de)顯示重量爲(wèi)Wf(N),流體對轉子(zǐ)的作用力爲(wèi)F(N),錐形管與轉(zhuan)子間環形截(jié)面爲Sa(m2),轉子處(chù)最大截面積(ji)爲Sf(m2),轉子體積(jī)Vf(m3),轉子密度爲(wèi)ρf(Kg/m3),轉子長度爲(wei)L(m),流體介質的(de)密度爲ρ(Kg/m3),重♍力(li)加速度爲g(m/s2),則(ze)

　　式中:qm—爲質量(liàng)流量;qv—爲體積(jī)流量;ψ—爲流量(liàng)系數。ψ與轉子(zǐ)形狀和雷諾(nuò)數有關,Sa與轉(zhuǎn)子高度有關(guan)。錐管形轉子(zǐ)流量計轉🍉子(zi)的幾何形狀(zhuang)和選用的材(cái)料及被測流(liú)體一定💔時,式(shi)(2)等🧡式右邊平(píng)方根💔内的值(zhi)爲一常數。當(dang)雷諾數大于(yu)一定的界限(xian)值時㊙️,ψ爲一常(cháng)數,這樣qm正比(bi)📞于Sa。
1.3　不同測量(liàng)介質的換算(suàn)方法
　　在實際(jì)使用轉子流(liú)量計過程中(zhōng),由于被測物(wu)體的♈物性(密(mi)🎯度、粘度等)和(he)狀态(溫度、壓(ya)力等)與實驗(yàn)流體💘的物性(xing)和🛀🏻狀态不同(tong),所以必須對(dui)測量儀表進(jin)行刻度換算(suàn)⚽和粘度修正(zhèng),以保證精确(què)度。
1.3.1　液體流量(liang)測量的刻度(du)換算
　　通常測(cè)量液體的轉(zhuan)子流量計的(de)刻度,都是用(yong)水在20℃,1個大氣(qi)壓下🚶标定的(de)。按照下式進(jin)行刻度換算(suàn):

　　式中:Q1—标定時(shi)水的體積流(liú)量;Q2—使用時被(bei)測液體的體(tǐ)🈲積流💁量;ρf—轉子(zi)🤞的材質密度(du);ρ1—标定時的水(shui)密度;ρ2—使用時(shi)的被測液體(tǐ)密度;a1—水🚶‍♀️的流(liú)量系數;a2—被測(cè)粘性液體的(de)流量系🏒數。
　　當(dāng)被測液體的(de)密度和水的(de)密度不同但(dàn)是兩者粘🏒度(dù)系💞數相差甚(shèn)微,即可忽略(luè)粘度變化對(dui)流量系數造(zào)成的影響,a2/a1可(kě)以當作1來❄️計(jì)算。
1.3.2　氣體流量(liàng)測量的刻度(du)換算
　　測量氣(qi)體的浮子流(liú)量計通常都(dōu)是在低壓、恒(héng)溫20℃狀态下用(yong)壓縮空氣進(jìn)行标定♋的☀️,然(ran)後在換算到(dao)标準絕對壓(ya)力爲101325Pa、溫度爲(wei)20℃時的流量值(zhi)對儀表刻度(dù)。當儀表用來(lai)測量某一工(gōng)作狀态下,任(rèn)💜意一種氣體(tǐ)的體積流👣量(liàng)時,需将儀表(biǎo)所示刻度值(zhi)換🧑🏽‍🤝‍🧑🏻算爲工作(zuò)狀态的實☔際(jì)流量值。于氣(qì)體,可以按照(zhào)下面公式換(huan)算:

　　式中:Qn—标定(ding)空氣在pn,Tn狀态(tai)下的體積流(liu)量,即儀表刻(kè)度流量值;Q—被(bei)測氣體由P,T狀(zhuang)态下的體積(ji)流量,即儀表(biǎo)刻🛀度流量值(zhi);pn=101325Pa,Tn=293.15k(标準狀态下(xia)的絕對壓力(li)和溫度);p,T—被測(ce)氣體在工作(zuo)狀态下的絕(jué)🌈對壓力和熱(rè)力學溫度;PnZn—分(fen)别爲标定空(kong)氣在pn,Tn狀态下(xia)的密度和壓(ya)縮系數;ρ,Z—分别(bie)爲🐪标定空氣(qi)p,T在狀态下的(de)密度和壓縮(suō)系數。
當被測(cè)氣體的濕度(du)較大時,應考(kao)慮水分含量(liang)的影響,氣💰體(tǐ)💋密度💋ρ按下式(shì)計算:
ρ=ρg+Фρsmax
　　式中:ρg—爲(wei)測量條件下(xià)幹燥氣體密(mi)度;Ф—爲測量條(tiáo)件下相☀️對濕(shī)度;ρsmax—爲測量條(tiao)件下飽和水(shuǐ)汽的密度。
1.4　金(jin)屬管轉子流(liú)量計
　　金屬管(guan)轉子流量計(ji)與玻璃轉子(zǐ)流量計具有(yǒu)相同的測量(liàng)原理,不同的(de)是🚶其錐🐆管由(yóu)金屬制成,這(zhe)樣不僅耐高(gāo)溫、高壓,而且(qiě)能選擇适✂️當(dang)的材質以适(shi)合各種腐蝕(shi)性介質的流(liu)量。流量📞計采(cǎi)用可變面積(ji)式測量原理(lǐ),應用現代技(ji)術手段及元(yuan)件和器🈚件。流(liu)量計主要由(yóu)三大基本部(bu)分組成:測量(liang)管;錐形浮子(zǐ)🥰或靶式浮子(zi)⭐;指示器。浮子(zǐ)的位移量與(yu)流量的大小(xiao)成比例,通過(guò)磁耦合系統(tong),以不同接觸(chu)方式,将浮子(zi)位移量傳給(gěi)指示器指示(shi)出流量的大(dà)小。也可配裝(zhuang)不同的轉換(huan)🌈器🤟,将流量值(zhi)轉換成标🚶‍♀️準(zhun)的電遠傳信(xin)号,從而實現(xiàn)遠距離顯示(shì)、記錄、積算和(hé)控制功能。金(jīn)屬管轉子流(liu)量計在指示(shi)☎️器的設計上(shang)可以爲各種(zhǒng)🔞應💰用場合提(ti)供可靠适用(yòng)的功能組合(hé),如現場指針(zhēn)顯示、LCD顯示瞬(shùn)時和累計流(liú)量等。在指示(shì)器供電選擇(zé)方面有電池(chí)供電、24VDC供電、220VAC供(gòng)電,方式根據(jù)現場情況選(xuǎn)擇。
1.5　選型計算(suàn)
　　在選型過程(chéng)中,可以根據(ju)前面介紹的(de)計算公式和(hé)㊙️相關設計樣(yàng)本來确定轉(zhuǎn)子流量計的(de)型号。本文以(yǐ)✂️轉子流量⛱️計(jì)爲例,介紹如(rú)何根據計算(suàn)公式來确定(dìng)轉子流量計(jì)的⛷️型号。

　　已知(zhī)測量介質爲(wèi)液體,最大流(liu)量爲:Qmax=30m3/h,常用流(liú)量最小值Qmin=10m3/h,粘(zhan)度μy=3.1×10-5pags,密度ρy=810kg/m3,常用(yòng)壓力py=0.49MPa,常用溫(wēn)度ty=150℃。根據條件(jiàn)選出合适的(de)浮子流量計(ji)的🐅口徑👉及浮(fu)子号。
　　選擇11Cr18Ni9Ti材(cai)質的浮子,其(qi)密度爲780kg/m3。水在(zai)工作狀态時(shí)的密度爲954kg/m3,則(ze)✏️根據公式(3)可(kě)以得到

　　代入(rù)最大流量Qmax=70m3/h和(hé)常用流量最(zui)小值Qmin=20m3/h可以求(qiu)得水的流量(liang)範圍Qsmax=66.6m3/h,Qsmin=22.2m2/h。
通過查(cha)詢KF10的轉子流(liú)量計規格表(biǎo),可以得知選(xuan)擇口徑DN100,浮子(zǐ)号K10.2,材質1Cr18Ni9Ti。

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