摘要(yao):簡要介(jiè)紹金屬(shǔ)管浮子(zi)流量計(jì) 在流量(liàng)測量時(shí)的工作(zuo)原理,并(bing)給出了(le)流量計(ji)算公式(shi)的推導(dao)💃及應用(yong)。
　　在流量(liàng)測量中(zhōng),金屬管(guǎn)浮子流(liu)量計是(shì)量大面(miàn)廣的産(chan)品之一(yī)。它具有(you)結構簡(jiǎn)單、直觀(guan)、壓損小(xiao)、測量範(fan)圍大、運(yun)行可靠(kao)、可測中(zhōng)㊙️小流量(liang)及低雷(léi)諾數流(liú)量、維護(hù)方便、壽(shou)命長,對(dui)儀表前(qián)後直管(guan)段長度(du)要求不(bú)高等優(yōu)點。多年(nian)🛀來,金屬(shu)管浮子(zǐ)流量計(jì)的各種(zhǒng)優良性(xìng)能和可(kě)靠性,以(yǐ)🔞及較好(hǎo)的性能(neng)價格比(bǐ),廣🍉泛受(shòu)到了石(shi)🤟化、鋼鐵(tiě)、電力、冶(yě)金、輕工(gōng)、食品、制(zhì)藥、水處(chù)理等行(hang)業的青(qing)睐。
1原理(li)
　　浮子流(liu)量計又(you)稱轉子(zi)流量計(ji),是變面(mian)積式流(liú)量計的(de)一✨種。浮(fu)🌈子流量(liang)計實現(xiàn)流量測(ce)量的理(lǐ)論基礎(chǔ)是“定壓(ya)将,變面(miàn)積♊“原理(li)。在流動(dòng)的流體(tǐ)中放置(zhì)一個軸(zhou)線與流(liu)向平行(háng)的浮子(zi),見圖1.
 
　　浮(fu)子流量(liang)計本體(tǐ)可以用(yòng)兩端法(fǎ)蘭、螺紋(wen)或軟管(guan)與測量(liàng)管🧡道連(lián)接。當流(liú)體自下(xià)而上流(liú)入錐管(guǎn)時,被浮(fú)✍️子截💛流(liú),這樣在(zai)浮子上(shàng)、下遊之(zhī)間産生(sheng)壓力差(cha),浮子在(zai)壓力差(cha)的作用(yòng)下.上升(sheng),這時作(zuò)用在浮(fú)子上的(de)力㊙️有三(sān)個:流體(tǐ)對浮子(zi)的動壓(yā)力、浮子(zǐ)在流體(tǐ)中的浮(fu)力和浮(fu)子自身(shēn)的重力(lì)。隻有當(dang)流體對(duì)浮子的(de)動壓💘力(lì)與浮子(zi)在流體(tǐ)中所受(shou)的浮🆚力(li)之和等(děng)于浮子(zi)的重力(li)時，浮子(zi)就平穩(wěn)地浮在(zài)某一位(wèi)置上。
　　大(dà)量實驗(yàn)證明,在(zài)一定雷(lei)諾數的(de)範圍内(nèi)，對于同(tóng)一🈲口徑(jing)浮子💞流(liú)量計,流(liú)體流速(su)的大小(xiǎo)與浮子(zǐ)的形狀(zhuàng)💛有關。對(dui)于給定(ding)的浮子(zi)流量計(ji),浮子大(dà)小和形(xíng)狀已😘經(jīng)确定,因(yin)此它🔴在(zài)流體中(zhōng)的浮力(li)和自身(shēn)重力都(dou)是已知(zhī)是常量(liàng),唯有流(liú)體對浮(fú)子的動(dòng)壓力是(shi)随來流(liú)🈲流速的(de)大小而(er)變化的(de)。因此當(dāng)來流流(liú)速變大(dà)或變🔴小(xiǎo)時,浮子(zi)将作向(xiàng)上或向(xiang)下的移(yi)動,相應(yīng)位置的(de)流動截(jie)面積也(ye)發生變(biàn)化,流動(dong)截面積(ji)與浮子(zǐ)的.上升(sheng)高度成(chéng)比例，即(jí)浮子的(de)某一高(gao)度代表(biao)流量的(de)大小🚶‍♀️。浮(fú)子上下(xia)移動時(shi),以磁耦(ou)合的形(xíng)式将位(wei)置傳遞(dì)到‼️外部(bu)指示器(qi),直到流(liú)速變成(chéng)平衡時(shi)對應的(de)速度,浮(fú)子就在(zài)新的位(wèi)置上穩(wen)定。對于(yu)-台給定(dìng)的浮子(zǐ)流量計(jì),浮子在(zai)測量管(guan)中的位(wèi)置與流(liú)🎯體流經(jing)測量管(guǎn)的流量(liang)的大小(xiao)成一--對(dui)應關系(xi)。
　　爲了使(shǐ)浮子在(zài)形管的(de)中心線(xian)上下移(yi)動時不(bu)碰到管(guǎn)❓壁,通常(chang)采用兩(liang)種方法(fa):一種是(shi)在浮子(zi)中心裝(zhuang)有一根(gen)導向⭐芯(xīn)棒,以保(bao)持浮🚩子(zi)在錐形(xing)管的中(zhong)心線作(zuo)上下運(yun)動,另-種(zhong)是在浮(fu)子圓盤(pán)邊緣開(kai)有一道(dào)道斜槽(cáo),當流體(ti)🚩自下而(ér).上流過(guo)浮子時(shí)，一面繞(rao)過浮子(zǐ),同時又(yòu)穿過斜(xié)槽産生(sheng)一反❓推(tui)力,使浮(fu)子繞中(zhōng)心線不(bú)⛹🏻‍♀️停地旋(xuan)轉,就可(kě)🈚保持浮(fu)子在工(gong)作時不(bú)緻碰到(dao)管壁。浮(fu)子流量(liang)計的浮(fú)子材料(liào)可用不(bú)鏽🤩鋼、钛(tai)、316L等制成(chéng)。
2構成
　　浮(fu)子流量(liang)計是由(yóu)浮子、錐(zhui)管、檢測(cè)器等部(bù)件組成(chéng)。浮子組(zǔ)件裝㊙️有(yǒu)磁鋼,其(qi)作用把(ba)是浮子(zi)的位移(yi)信号以(yi)磁信号(hào)的形式(shi)傳輸給(gei)檢測器(qì)。檢測器(qì)把這一(yi)檢測♌到(dào)的信号(hao)再以電(diàn)信号的(de)形式㊙️遠(yuǎn)距離傳(chuán)輸,并現(xian)場⛷️指示(shi)瞬時👈流(liú)量值。浮(fu)子流量(liang)計具有(yǒu)小流量(liang)值、範圍(wéi)度大、不(bu)用現場(chang)調試的(de)特⭐點。其(qí)結構簡(jian)單、運動(dòng)部件磨(mó)損小、使(shǐ)用壽命(mìng)長、壓力(lì)損失小(xiao)、安裝方(fang)便、維修(xiu)量🔞小、使(shi)用周期(qī)長、可遠(yuǎn)距離傳(chuán)輸流量(liàng)㊙️信号,與(yǔ)計算機(jī)連❤️用可(kě)實現集(ji)中管理(li)。 但也存(cun)在不足(zú)，如對于(yú)高黏度(du)、大流量(liàng)、以及兩(liǎng)相以上(shang)流體不(bú)能測量(liàng)。
3應用
　　由(you)浮子流(liú)量計和(hé)流量顯(xiǎn)示儀兩(liǎng)部分組(zǔ)成的流(liu)量儀😄表(biǎo),其顯示(shì)儀爲通(tong)用流量(liàng)顯示儀(yi)表。與其(qí)它形式(shi)✌️流量計(jì)比較,具(ju)有以下(xia)優點:流(liu)量計内(nei)部可動(dòng)部件較(jiào)少、構造(zao)簡單、使(shi)用壽命(ming)長;範圍(wéi)度10:1;從理(li)論上說(shuō)不💁需單(dān)獨标定(dìng)即可用(yong)于流量(liang)測量;儀(yi)表輸出(chu)電信号(hào)⛱️,易于實(shí)現數字(zì)化測量(liang)及計算(suàn)機聯用(yòng);測量精(jing)度可達(da)±1%。現在國(guó)内外都(dou)在積極(ji)研究☂️浮(fu)子流量(liàng)計的🍉開(kāi)發和應(ying)用。浮子(zi)流量🐆計(jì)的在應(yīng)用時的(de)流量計(ji)算如圖(tu)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼2。
 
P1、P2--端面I、II上(shang)的平均(jun)壓力
V1、v2--端(duān)面I、II上的(de)平均流(liu)速
Z1、Z2--端面(mian)I、II上距起(qi)始水平(píng)面高度(dù)
F1--端面I的(de)面積
Fx--端(duān)面環隙(xi)面積
F--浮(fú)子最大(dà)端面面(miàn)積
ρf--浮子(zǐ)材料密(mi)度
ρ--流體(ti)介質密(mì)度
V--浮子(zi)體積
h--浮(fu)子位移(yi)
β--錐管半(ban)角
R--浮子(zǐ)位移h處(chù)錐管半(bàn)徑
g--當地(dì)重力加(jia)速度
r--浮(fú)子最大(da)半徑
　　浮(fu)子流量(liàng)計的理(li)論方程(cheng)式是根(gen)據伯努(nǔ)利方程(cheng),流體連(lián)續🥰性方(fang)程以及(jí)力平衡(heng)的原理(lǐ)推出。
　　根(gēn)據伯努(nu)力方程(cheng)有下式(shi):.
 
　　其中:a-流(liú)量系數(shù),它是取(qǔ)決于浮(fú)子形.狀(zhuàng)、雷諾數(shù)以及上(shàng)述各種(zhǒng)标定條(tiáo)件的修(xiu)正系數(shu),由試驗(yan)确定。
　　浮(fú)子流量(liang)計在應(ying)用中要(yao)保證其(qi)測量精(jīng)度,就必(bì)須正确(que)的安裝(zhuāng)使用:
　　浮(fú)子流量(liàng)計安裝(zhuang)地點選(xuǎn)在無強(qiáng)電、磁場(chang)幹擾的(de)環境;要(yao)🙇‍♀️求豎直(zhí)安裝、傾(qīng)斜度不(bú)大于2°,無(wú)機械振(zhèn)動,流體(tǐ)保持充(chong)滿管道(dào);用于測(cè)量氣體(ti)時,爲使(shǐ)流量計(ji)穩定工(gōng)作,被測(cè)氣體壓(yā)力一般(bān)應大于(yu)0.1MPa;若被測(cè)氣體較(jiao)髒或含(hán)有導☎️磁(ci)顆粒時(shi),應在流(liu)量🔴計的(de)上遊安(ān)裝過濾(lǜ)器或磁(ci)過濾器(qi)。浮子流(liú)量☂️計的(de)口徑與(yu)管道必(bi)須對應(yīng),法蘭之(zhī)間的密(mì)封墊圈(quān)不得突(tū)入管内(nèi)。
4結語
　　金(jīn)屬管浮(fu)子流量(liang)計作爲(wei)過程控(kong)制儀表(biao),可以适(shì)應高溫(wen)、高壓、強(qiang)🌈腐蝕、劇(jù)毒等多(duo)種苛刻(ke)環境,較(jiao)少的可(kě)🤩動部件(jiàn)、便于維(wei)護,解決(jué)了生産(chǎn)中的許(xǔ)多難題(tí)。正确合(hé)理的設(shè)計,金屬(shu)管浮子(zǐ)流量計(ji)以其性(xing)能被越(yuè)來越多(duō)的用🐅戶(hu)所青睐(lài)。展望未(wèi)來,浮子(zǐ)流量計(ji)趨向電(dian)子化和(he)數字化(huà),将爲其(qí)開拓新(xīn)的領域(yù);已逐步(bù)實現🌈累(lèi)計流量(liàng)顯示、HART通(tong)訊等多(duo)項功能(neng)。

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