1　概述(shu)
　　轉子流(liu)量計(Rotometer),又(you)稱浮子(zi)流量計(ji)(FloatTypeFlowmeter),在工業(ye)中得到(dào)廣泛的(de)應用。它(ta)可😘測🚩量(liang)液體、氣(qì)體和蒸(zheng)氣的流(liú)量,宜測(cè)中小管(guǎn)徑(DN4～250)的流(liu)量。壓力(li)損❗失小(xiao)且恒定(dìng),測量範(fan)圍比較(jiao)寬,量程(chéng)比1:10,工作(zuò)可靠且(qiě)刻度線(xiàn)性,使用(yòng)維修方(fāng)便,對儀(yí)表前後(hòu)直管段(duàn)長度要(yào)求不高(gao)。其測量(liàng)精度爲(wei)±2%左右,受(shou)被測液(ye)體的密(mì)度、粘度(dù)、純淨度(dù)以及溫(wēn)度、壓力(li)的影響(xiǎng),也受安(ān)裝垂直(zhi)度的影(ying)響。玻璃(li)管浮子(zǐ)流量計(ji)結構簡(jian)單,成本(ben)低,易制(zhì)成防腐(fu)蝕性儀(yi)表,但其(qí)強度低(dī)。金屬管(guǎn)浮子流(liu)量計可(kě)輸出标(biao)準信号(hào),耐高壓(ya),能實現(xiàn)流量的(de)指示、積(jī)算、記🙇‍♀️錄(lu)、控制和(hé)報警等(deng)多種功(gong)能。
1.1　原理(li)及結構(gòu)
1.1.1　沖量定(ding)理及應(ying)用
　　設一(yi)物體的(de)質量爲(wei)m,作用其(qi)上的力(li)爲F,實際(jì)上流體(tǐ)的速度(du)v,物體變(bian)化路程(cheng)爲L。那麽(me)根據沖(chong)量定理(lǐ)可推出(chu)

1.1.2　測量原(yuan)理及結(jié)構
　　如果(guo)将阻擋(dǎng)體置于(yú)直立且(qie)具有錐(zhui)度(上大(dà)下小)的(de)管道中(zhong),就形成(chéng)轉子式(shì)的流量(liang)計,它的(de)工作原(yuán)理如圖(tu)1所示。

　　當流量(liàng)增加時(shi),轉子接(jie)受流體(ti)自下而(ér)上的沖(chong)力将增(zeng)加,因而(er)被沖向(xiàng)上方,一(yī)到達上(shàng)面,由于(yu)流通截(jie)面增加(jiā),流速減(jian)小,沖力(li)也随🥵之(zhi)減小。當(dang)沖力和(hé)差壓對(duì)💯轉子截(jié)面構成(cheng)的作用(yòng)力以及(ji)粘滞摩(mo)擦力等(děng)的合🔴力(li)與轉子(zǐ)本身在(zài)流體中(zhōng)重量相(xiàng)等時,轉(zhuǎn)子即處(chù)于⛱️一平(ping)衡狀态(tai),不再上(shang)升或下(xià)降,這個(ge)位置就(jiu)表示新(xīn)的流量(liang)值。
1.2　計算(suàn)公式
　　設(she)轉子的(de)顯示重(zhòng)量爲Wf(N),流(liu)體對轉(zhuan)子的作(zuò)用力爲(wei)F(N),錐🌈形管(guan)與☂️轉子(zǐ)間環形(xíng)截面爲(wei)Sa(m2),轉子處(chù)最大截(jié)面積爲(wei)Sf(m2),轉子體(tǐ)積Vf(m3),轉子(zi)密度爲(wèi)ρf(Kg/m3),轉子長(zhang)度爲L(m),流(liu)體介質(zhi)的密度(dù)爲ρ(Kg/m3),重力(li)加速度(dù)爲g(m/s2),則

　　式(shì)中:qm—爲質(zhi)量流量(liang);qv—爲體積(ji)流量;ψ—爲(wei)流量系(xì)數。ψ與轉(zhuan)子形狀(zhuàng)和雷⚽諾(nuò)數有關(guān),Sa與轉子(zǐ)高度有(you)關。錐管(guǎn)形轉子(zi)流量計(jì)轉子的(de)幾何形(xíng)狀和選(xuǎn)用的材(cái)料及被(bei)測流體(tǐ)一定時(shi),式(2)等式(shi)右邊平(píng)方根内(nei)的值爲(wèi)一常數(shù)。當雷諾(nuò)數大于(yú)一定的(de)界限值(zhi)時,ψ爲一(yi)常數,這(zhe)樣qm正比(bǐ)于Sa。
1.3　不同(tóng)測量介(jie)質的換(huàn)算方法(fa)
　　在實際(jì)使用轉(zhuan)子流量(liàng)計過程(chéng)中,由于(yu)被測物(wù)體的物(wù)性🙇‍♀️(密度(dù)、粘度等(deng))和狀态(tai)(溫度、壓(yā)力等)與(yu)實驗流(liú)體的物(wù)性和狀(zhuang)态👄不同(tóng)🐉,所以必(bi)須對測(ce)量儀表(biao)進行刻(ke)度換算(suàn)和粘度(dù)修正,以(yi)⛹🏻‍♀️保證精(jing)确度。
1.3.1　液(yè)體流量(liàng)測量的(de)刻度換(huan)算
　　通常(chang)測量液(ye)體的轉(zhuan)子流量(liàng)計的刻(ke)度,都是(shì)用水在(zai)🐉20℃,1個大氣(qi)壓下标(biāo)定的。按(an)照下式(shi)進行刻(kè)度換算(suàn):

　　式中:Q1—标(biao)定時水(shuǐ)的體積(jī)流量;Q2—使(shǐ)用時被(bei)測液體(ti)的體積(jī)✨流量;ρf—轉(zhuǎn)子的材(cái)質密度(du);ρ1—标定時(shí)的水密(mi)度;ρ2—使用(yòng)時的被(bèi)測液體(tǐ)密度;a1—水(shui)的流量(liang)系數;a2—被(bèi)測粘性(xing)液體的(de)流量系(xi)🐕數。
　　當被(bèi)測液體(ti)的密度(dù)和水的(de)密度不(bú)同但是(shì)兩者粘(zhan)度🌍系🎯數(shù)㊙️相差甚(shen)微,即可(ke)忽略粘(zhan)度變化(hua)對流量(liàng)系數造(zào)成的影(yǐng)響,a2/a1可以(yi)當作1來(lái)⛷️計算。
1.3.2　氣(qì)體流量(liang)測量的(de)刻度換(huan)算
　　測量(liang)氣體的(de)浮子流(liu)量計通(tōng)常都是(shi)在低壓(ya)、恒溫20℃狀(zhuang)态下用(yong)壓縮空(kōng)氣進行(háng)标定♻️的(de),然後在(zai)☀️換算到(dao)标準絕(jue)對壓力(lì)爲101325Pa、溫度(du)爲20℃時的(de)流量值(zhí)對儀表(biao)🐉刻度💞。當(dāng)儀表用(yòng)來測量(liàng)某一工(gōng)作狀态(tai)下,任意(yi)一種氣(qi)體的體(tǐ)積流量(liang)時,需将(jiāng)儀表所(suǒ)示刻度(dù)值換🐉算(suan)爲工作(zuò)🍓狀态的(de)實際流(liú)量值。于(yú)氣體,可(kě)以按照(zhao)下面公(gong)式換算(suan):

　　式中:Qn—标(biāo)定空氣(qì)在pn,Tn狀态(tài)下的體(tǐ)積流量(liang),即儀表(biǎo)刻度☎️流(liu)量值;Q—被(bèi)測氣體(tǐ)由P,T狀态(tai)下的體(ti)積流量(liang),即儀表(biao)刻度流(liu)量值;pn=101325Pa,Tn=293.15k(标(biao)準狀态(tài)下的絕(jue)對壓力(li)和溫度(dù));p,T—被測氣(qì)體在工(gong)作狀态(tai)🍓下的絕(jué)對壓力(li)和熱力(lì)學溫度(du);PnZn—分别爲(wèi)标定空(kōng)氣在pn,Tn狀(zhuàng)态下的(de)密度和(he)壓縮系(xi)數;ρ,Z—分别(bié)爲㊙️标定(ding)空氣p,T在(zài)📞狀态下(xia)的密🧡度(dù)和壓縮(suo)系數。
當(dang)被測氣(qì)體的濕(shi)度較大(da)時,應考(kao)慮水分(fèn)含量的(de)影響💋,氣(qì)體🧑🏽‍🤝‍🧑🏻密度(dù)🔱ρ按下式(shì)計算:
ρ=ρg+Фρsmax
　　式(shi)中:ρg—爲測(ce)量條件(jiàn)下幹燥(zao)氣體密(mi)度;Ф—爲測(ce)量條件(jian)下相對(duì)濕度;ρsmax—爲(wei)測量條(tiáo)件下飽(bǎo)和水汽(qì)的密度(dù)。
1.4　金屬管(guǎn)轉子流(liu)量計
　　金(jīn)屬管轉(zhuan)子流量(liang)計與玻(bō)璃轉子(zi)流量計(jì)具有相(xiang)同的測(ce)量原理(li),不同的(de)是其錐(zhui)管📱由金(jin)屬制成(cheng),這樣不(bu)僅耐高(gāo)溫、高壓(yā),而且✨能(néng)選擇适(shì)當的材(cái)質以适(shì)合各種(zhǒng)腐蝕性(xing)介質的(de)流量。流(liú)量計采(cai)用可變(bian)面積式(shì)測量原(yuán)理,應用(yong)現代技(ji)術手段(duan)及元件(jiàn)和器件(jian)。流量計(ji)主要由(yóu)三大基(ji)本部♊分(fen)組成:測(cè)量管;錐(zhui)形浮子(zi)或靶式(shì)浮子;指(zhǐ)示器。浮(fu)子🙇🏻的位(wèi)移量與(yu)流量的(de)大小成(chéng)比👈例,通(tong)過磁耦(ǒu)合系統(tǒng),以不同(tong)接觸方(fang)式,将浮(fú)子位移(yi)量傳給(gei)指示器(qi)指示出(chū)⚽流量的(de)大小。也(yě)可👈配裝(zhuang)不同的(de)轉換🈲器(qì)🌍,将流量(liang)值轉換(huàn)成标準(zhǔn)的電遠(yuǎn)傳信号(hào),從而實(shi)現遠距(jù)離顯示(shi)、記錄、積(ji)算和控(kòng)制功能(néng)。金屬管(guǎn)轉子流(liú)量計在(zài)指示器(qi)的設計(jì)上可以(yi)爲各種(zhǒng)應用場(chang)合提供(gòng)可靠适(shì)用🥵的功(gong)能組合(hé),如現場(chǎng)指針顯(xiǎn)示、LCD顯示(shì)瞬時和(he)累計流(liú)量等。在(zài)指🏃示器(qì)供電選(xuǎn)擇方面(mian)有電池(chi)供電、24VDC供(gòng)電、220VAC供電(diàn),方式根(gēn)據現場(chǎng)情♍況選(xuan)擇。
1.5　選型(xíng)計算
　　在(zài)選型過(guò)程中,可(kě)以根據(ju)前面介(jiè)紹的計(ji)算公式(shi)和相關(guān)設計♻️樣(yàng)本來确(que)定轉子(zi)流量計(ji)的型号(hao)。本文以(yǐ)轉子流(liú)量計爲(wei)✏️例,介紹(shao)如何根(gēn)據計算(suàn)公式來(lai)确定轉(zhuan)子流量(liang)計的型(xing)号。

　　已知(zhi)測量介(jiè)質爲液(yè)體,最大(da)流量爲(wèi):Qmax=30m3/h,常用流(liú)量最小(xiǎo)👅值✊Qmin=10m3/h,粘💘度(du)μy=3.1×10-5pags,密度ρy=810kg/m3,常(cháng)用壓力(lì)py=0.49MPa,常用溫(wēn)度ty=150℃。根據(ju)條件選(xuǎn)出合适(shì)的浮子(zǐ)流量計(jì)的口徑(jing)♋及浮子(zǐ)号。
　　選擇(ze)11Cr18Ni9Ti材質的(de)浮子,其(qí)密度爲(wei)780kg/m3。水在工(gōng)作狀态(tai)時的密(mì)度爲954kg/m3,則(ze)根據公(gōng)式(3)可以(yǐ)得到

　　代(dai)入最大(dà)流量Qmax=70m3/h和(he)常用流(liú)量最小(xiao)值Qmin=20m3/h可以(yi)求得水(shuǐ)的流量(liàng)範圍Qsmax=66.6m3/h,Qsmin=22.2m2/h。
通(tōng)過查詢(xún)KF10的轉子(zǐ)流量計(jì)規格表(biǎo),可以得(de)知選擇(zé)口徑♊DN100,浮(fú)💛子号K10.2,材(cái)💛質1Cr18Ni9Ti。

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