摘要(yao):簡要介(jie)紹金屬(shu)管浮子(zi)流量計(ji)
在流量(liang)測量時(shi)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(liang)測量中(zhong),金屬管(guan)浮子流(liu)量計是(shi)量大面(mian)廣的産(chan)品之一(yi)。它具有(you)結構簡(jian)單、直觀(guan)、壓損小(xiao)、測量範(fan)圍大、運(yun)行可靠(kao)、可測中(zhong)小流量(liang)及低雷(lei)諾數流(liu)量、維護(hu)方便、壽(shou)命長,對(dui)儀表前(qian)❓後直管(guan)段長度(du)要求不(bu)高等優(you)點。多年(nian)來,金屬(shu)管🌍浮子(zi)流量❌計(ji)的各種(zhong)優良性(xing)能🍓和可(ke)靠性,以(yi)及較好(hao)的性能(neng)價格比(bi),廣泛受(shou)到了石(shi)💜化、鋼鐵(tie)、電力、冶(ye)金、輕工(gong)、食品、制(zhi)藥、水處(chu)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(liu)量計的(de)一😍種。浮(fu)子流量(liang)計實現(xian)流量測(ce)量的理(li)論基礎(chu)是“定壓(ya)将,變📐面(mian)積“原理(li)。在流動(dong)的流體(ti)中放置(zhi)一個軸(zhou)♊線與流(liu)向平行(hang)的浮子(zi),見圖1.
浮(fu)子流量(liang)計本體(ti)可以用(yong)兩端法(fa)蘭、螺紋(wen)或軟管(guan)與測量(liang)管道連(lian)⭕接。當流(liu)體自下(xia)而上流(liu)入錐管(guan)時,被浮(fu)❤️子截流(liu),這樣在(zai)浮子上(shang)、下遊之(zhi)間産生(sheng)壓力差(cha),浮子在(zai)壓力差(cha)的作🏃🏻用(yong)下.上升(sheng),這時👨❤️👨作(zuo)用在浮(fu)子上的(de)力有三(san)個:流體(ti)對浮子(zi)的動壓(ya)力、浮子(zi)在流體(ti)中的浮(fu)力和浮(fu)子自身(shen)的重力(li)。隻有當(dang)流體對(dui)浮子的(de)動壓力(li)與浮子(zi)在流體(ti)中所受(shou)的浮力(li)之和等(deng)于浮子(zi)的😘重力(li)時，浮子(zi)就平穩(wen)地浮在(zai)某一位(wei)❤️置上。
大(da)量實驗(yan)證明,在(zai)一定雷(lei)諾數的(de)範圍内(nei)，對于同(tong)一口徑(jing)浮子流(liu)量計,流(liu)體流速(su)的大小(xiao)與浮子(zi)的形狀(zhuang)🈚有關。對(dui)于給定(ding)🏃🏻♂️的浮🚩子(zi)流量計(ji),浮子大(da)小和形(xing)狀已經(jing)确定,因(yin)此它🥰在(zai)流體中(zhong)的浮力(li)和自身(shen)重力都(dou)是已知(zhi)是常量(liang),唯有流(liu)體對浮(fu)子的動(dong)壓力是(shi)随來流(liu)流速的(de)大小而(er)變化的(de)。因此當(dang)來流流(liu)🔞速變大(da)或變✉️小(xiao)時,浮子(zi)将作向(xiang)上或向(xiang)下的移(yi)動,相應(ying)位置的(de)流🙇🏻動截(jie)面積也(ye)發生🐉變(bian)化,流動(dong)截面積(ji)與浮子(zi)的.上升(sheng)高度成(cheng)比例，即(ji)浮子的(de)某一高(gao)度代表(biao)流量的(de)大小😘。浮(fu)子上下(xia)🈚移動時(shi),以磁耦(ou)合的形(xing)式将位(wei)置傳遞(di)到外部(bu)指示器(qi),直到👄流(liu)速變成(cheng)平衡時(shi)對應的(de)速度,浮(fu)子就在(zai)新的位(wei)置上穩(wen)定。對于(yu)-台給定(ding)的浮子(zi)流量計(ji),浮子在(zai)測量管(guan)中的位(wei)💁置與🛀流(liu)體流經(jing)測量管(guan)的流量(liang)的大小(xiao)成一--對(dui)應關系(xi)。
爲了使(shi)浮子在(zai)形管的(de)中心線(xian)上下移(yi)動時不(bu)碰到管(guan)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(xin)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(pan)🚶♀️邊緣開(kai)有一道(dao)道斜槽(cao),當流體(ti)自下而(er).上🙇🏻流過(guo)浮子時(shi)，一面繞(rao)過浮子(zi),同🐅時又(you)穿過斜(xie)槽産生(sheng)一反推(tui)力,使浮(fu)子繞中(zhong)心線不(bu)停地旋(xuan)轉,就可(ke)🎯保持浮(fu)子在工(gong)作時不(bu)緻碰到(dao)🧑🏾🤝🧑🏼管壁。浮(fu)子流量(liang)計的浮(fu)子材料(liao)可用不(bu)鏽鋼、钛(tai)、316L等制成(cheng)。
2構成
浮(fu)子流量(liang)計是由(you)浮子、錐(zhui)管、檢測(ce)器等部(bu)件組成(cheng)。浮🐉子組(zu)件裝有(you)磁鋼,其(qi)作用把(ba)是浮子(zi)的位移(yi)信号以(yi)👅磁信号(hao)的形式(shi)傳輸給(gei)檢測器(qi)。檢測器(qi)把這一(yi)檢測到(dao)的信号(hao)再以電(dian)信号👣的(de)形式遠(yuan)距離傳(chuan)輸,并現(xian)場指示(shi)瞬時流(liu)量值。浮(fu)子流量(liang)計具有(you)小流量(liang)值、範圍(wei)🔴度大、不(bu)用現場(chang)調試的(de)特點。其(qi)結構簡(jian)單、運動(dong)部件磨(mo)損小、使(shi)用壽命(ming)長、壓力(li)損失小(xiao)、安裝方(fang)便、維修(xiu)量小、使(shi)用周期(qi)長、可遠(yuan)距離傳(chuan)輸流量(liang)信号,與(yu)計算機(ji)連用可(ke)實現集(ji)中管🌈理(li)。 但也存(cun)在不足(zu)，如對于(yu)高黏度(du)、大流量(liang)💋、以及兩(liang)相以上(shang)流體不(bu)能測量(liang)。
3應用
由(you)浮子流(liu)量計和(he)流量顯(xian)示儀兩(liang)部分組(zu)成的流(liu)量儀表(biao),其顯示(shi)儀爲通(tong)用流量(liang)顯示儀(yi)表。與其(qi)它形式(shi)流量計(ji)比較,具(ju)有以💰下(xia)優點:流(liu)量計内(nei)部可動(dong)部件較(jiao)少、構造(zao)簡單、使(shi)用壽命(ming)長;範圍(wei)度10:1;從理(li)論上說(shuo)不需單(dan)獨标😘定(ding)即可用(yong)💘于流量(liang)測量;儀(yi)表輸✔️出(chu)電信号(hao),易于實(shi)現數字(zi)化測量(liang)及🚶計算(suan)機聯用(yong);測量精(jing)度可💯達(da)±1%。現在國(guo)内外都(dou)在積極(ji)研究浮(fu)子流量(liang)計的開(kai)發🚶和應(ying)用。浮子(zi)流量計(ji)的在應(ying)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(duan)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(ping)面高度(du)
F1--端面I的(de)面積
Fx--端(duan)面環隙(xi)面積
F--浮(fu)子最大(da)端面面(mian)積
ρf--浮子(zi)材料密(mi)度
ρ--流體(ti)介質密(mi)度
V--浮子(zi)體積
h--浮(fu)子位移(yi)
β--錐管半(ban)角
R--浮子(zi)位移h處(chu)錐管半(ban)徑
g--當地(di)重力加(jia)速度
r--浮(fu)子最大(da)半徑
浮(fu)子流量(liang)計的理(li)論方程(cheng)式是根(gen)據伯努(nu)利方程(cheng),流體連(lian)續性方(fang)🐅程以及(ji)力平衡(heng)的原理(li)推出。
根(gen)據伯努(nu)力方程(cheng)有下式(shi):.
其中:a-流(liu)量系數(shu),它是取(qu)決于浮(fu)子形.狀(zhuang)、雷諾數(shu)以及上(shang)述各種(zhong)🙇♀️标🌐定條(tiao)件的修(xiu)正系數(shu),由試驗(yan)确定。
浮(fu)子流量(liang)計在應(ying)用中要(yao)保證其(qi)測量精(jing)度,就必(bi)須正确(que)🐅的安裝(zhuang)使用:
浮(fu)子流量(liang)計安裝(zhuang)地點選(xuan)在無強(qiang)電、磁場(chang)幹擾的(de)環🈲境;要(yao)求豎直(zhi)安裝、傾(qing)斜度不(bu)大于2°,無(wu)機械振(zhen)動,流體(ti)保持充(chong)滿管道(dao);用于測(ce)量氣體(ti)時,爲使(shi)流量計(ji)穩定工(gong)作,被測(ce)氣體壓(ya)力一般(ban)應大于(yu)0.1MPa;若被測(ce)氣體較(jiao)髒或含(han)有導磁(ci)顆粒時(shi),應在流(liu)量計的(de)上遊💞安(an)裝過濾(lü)🤞器或磁(ci)過濾器(qi)。浮子流(liu)量計的(de)口徑與(yu)管道必(bi)須對💃🏻應(ying),法蘭之(zhi)間的密(mi)封墊圈(quan)不得💋突(tu)入管内(nei)。
4結語
金(jin)屬管浮(fu)子流量(liang)計作爲(wei)過程控(kong)制儀表(biao),可以适(shi)應高✨溫(wen)、高壓、強(qiang)腐蝕、劇(ju)毒等多(duo)種苛刻(ke)環境,較(jiao)少的可(ke)動部件(jian)、便于維(wei)⭕護,解決(jue)了生産(chan)中的許(xu)多難題(ti)。正确合(he)理的設(she)計,金屬(shu)管浮子(zi)流量計(ji)以其性(xing)能被越(yue)來越多(duo)的用戶(hu)所青睐(lai)。展望未(wei)來,浮子(zi)流量計(ji)趨向電(dian)子化和(he)數字化(hua),将爲其(qi)開拓新(xin)的領域(yu);已逐步(bu)實現累(lei)計流量(liang)顯示💜、HART通(tong)訊等多(duo)項功能(neng)。
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