1　概述(shu)
　　轉子流量計(Rotometer),又(yòu)稱浮子流量計(ji)(FloatTypeFlowmeter),在工業中得到(dào)廣泛的應用。它(ta)可測量液體、氣(qi)體和蒸氣的流(liu)量,宜測中小管(guǎn)徑(DN4～250)的流量。壓力(li)損失小且恒定(ding),測🈲量範圍比較(jiao)寬,量程比1:10,工作(zuo)可靠且刻度線(xian)性,使用維修💛方(fang)便,對👄儀表前後(hòu)直管段長度要(yào)求不高。其測量(liàng)精度爲±2%左右,受(shòu)被測液🙇‍♀️體的密(mì)度、粘度、純淨度(dù)以及溫度、壓力(li)的影響,也受安(an)裝垂直度的影(ying)響。玻璃管浮子(zi)流量計結構簡(jiǎn)單,成本低,易制(zhi)成防腐蝕性儀(yí)表,但其強度低(di)。金屬管浮子流(liu)量計可輸出标(biao)準信号,耐高壓(yā),能實現流量的(de)指示、積算⛷️、記錄(lù)、控制和報警等(děng)多種功能。
1.1　原理(lǐ)及結構
1.1.1　沖量定(dìng)理及應用
　　設一(yī)物體的質量爲(wèi)m,作用其上的力(li)爲F,實際上流體(tǐ)🌈的速🧑🏾‍🤝‍🧑🏼度v,物體變(biàn)化路程爲L。那麽(me)根據沖量定理(lǐ)可推出

1.1.2　測量原(yuan)理及結構
　　如果(guo)将阻擋體置于(yu)直立且具有錐(zhuī)度(上大下小)的(de)管道中,就形成(cheng)轉子式的流量(liàng)計,它的工作原(yuan)理如圖1所示。

　　當流量(liàng)增加時,轉子接(jie)受流體自下而(ér)上的沖力将增(zēng)加,因而被沖向(xiang)上方,一到達上(shàng)面,由于流通截(jié)面增加,流速👣減(jian)小,沖力也随🐅之(zhī)減小。當沖力和(hé)差壓對轉子截(jie)面構成的作用(yong)力以及粘滞摩(mó)擦力等的合力(li)與轉子本身在(zai)流體中重量相(xiang)等時,轉✊子即處(chu)于💞一平衡狀态(tài),不再上升或下(xià)降,這個位✊置就(jiu)表示新✏️的流量(liang)值。
1.2　計算公式
　　設(shè)轉子的顯示重(zhong)量爲Wf(N),流體對轉(zhuǎn)子的作用力爲(wèi)F(N),錐形管與轉子(zǐ)間環形截面爲(wèi)Sa(m2),轉子處最大截(jie)面積爲❄️Sf(m2),轉子體(tǐ)積Vf(m3),轉子密度🏃爲(wèi)ρf(Kg/m3),轉👉子長度爲L(m),流(liu)體介質的密度(dù)爲ρ(Kg/m3),重力加速度(du)爲g(m/s2),則

　　式中:qm—爲質(zhì)量流量;qv—爲體積(jī)流量;ψ—爲流量系(xi)數。ψ與轉子☀️形狀(zhuang)和雷諾數有關(guān),Sa與轉子高度有(yǒu)關。錐管形轉子(zǐ)流量計轉子的(de)📐幾何形狀🚶‍♀️和選(xuǎn)用的材料及被(bèi)測流體一定🔅時(shí),式(2)等式右邊平(ping)方根内的值⭐爲(wèi)一常數。當雷諾(nuò)數大于一定的(de)☀️界限值時,ψ爲一(yi)常數,這樣qm正比(bi)于Sa。
1.3　不同測量介(jiè)質的換算方法(fǎ)
　　在實際使用轉(zhuan)子流量計過程(cheng)中,由于被測物(wù)體的😘物性(密度(dù)、粘度等)和狀态(tai)(溫度、壓力等)與(yu)實驗流體的物(wu)性和狀态不同(tóng),所以必須對測(ce)量儀表進行刻(kè)度換算和粘度(dù)修正,以保證精(jīng)确度。
1.3.1　液體流量(liang)測量的刻度換(huàn)算
　　通常測量液(yè)體的轉子流量(liang)計的刻度,都是(shì)用水在㊙️20℃,1個⛱️大氣(qi)壓下标定的。按(an)照下式進行刻(kè)度換算:

　　式中:Q1—标(biao)定時水的體積(jī)流量;Q2—使用時被(bei)測液體的體🏃🏻‍♂️積(jī)流✊量;ρf—轉子的材(cái)質密度;ρ1—标定時(shí)的水密度;ρ2—使用(yòng)時的被測液體(ti)密度;a1—水💘的流量(liang)系數;a2—被測粘性(xìng)液體的流量系(xì)數。
　　當被測液體(ti)的密度和水的(de)密度不同但是(shi)兩者粘🔱度系數(shu)相差甚微,即可(ke)忽略粘度變化(huà)對流量系數㊙️造(zào)成的影🔞響,a2/a1可💃🏻以(yǐ)當作1來計算。
1.3.2　氣(qi)體流量測量的(de)刻度換算
　　測量(liang)氣體的浮子流(liu)量計通常都是(shi)在低壓、恒溫20℃狀(zhuang)态下用壓縮空(kong)氣進行标定的(de),然後在換算到(dào)标準絕對壓力(li)爲101325Pa、溫度爲20℃時的(de)流量值對儀表(biao)刻度。當儀表用(yòng)來測量某一工(gong)作狀态下,任意(yì)一種氣體的體(tǐ)積流♻️量時,需将(jiang)儀表所示刻度(du)值換算爲工作(zuo)狀态的實☂️際流(liu)量值。于氣體,可(ke)以按照下面公(gong)式換算:

　　式中:Qn—标(biāo)定空氣在pn,Tn狀态(tai)下的體積流量(liàng),即儀表刻度✔️流(liú)量值⭕;Q—被測氣體(ti)由P,T狀态下的體(ti)積流量,即儀表(biǎo)刻度流量值✔️;pn=101325Pa,Tn=293.15k(标(biao)準狀态下的👨‍❤️‍👨絕(jué)對壓力和溫度(dù));p,T—被測氣體在工(gōng)作狀态♈下的絕(jue)對壓力和熱力(li)學溫度;PnZn—分别爲(wei)标定空氣在pn,Tn狀(zhuàng)态下的密度和(he)壓縮系數;ρ,Z—分别(bié)爲🔞标定空氣p,T在(zài)狀态下的密🧑🏾‍🤝‍🧑🏼度(dù)和壓縮系數。
當(dāng)被測氣體的濕(shi)度較大時,應考(kao)慮水分含量的(de)影響,氣體密度(dù)ρ按下式計算:
ρ=ρg+Фρsmax
　　式(shi)中:ρg—爲測量條件(jiàn)下幹燥氣體密(mi)度;Ф—爲測量條件(jiàn)下⭕相🌐對濕度;ρsmax—爲(wèi)測量條件下飽(bǎo)和水汽的密度(du)。
1.4　金屬管轉子流(liu)量計
　　金屬管轉(zhuan)子流量計與玻(bo)璃轉子流量計(ji)具有相同的測(cè)量原理,不同的(de)是其錐㊙️管由金(jin)屬制成,這樣不(bú)僅耐高溫、高壓(ya),而且📧能選擇适(shi)當的材質以适(shi)合各種腐蝕性(xing)介質的流量。流(liú)量計采用⭐可變(biàn)面👅積式測量原(yuán)理,應用現代技(ji)術手段及元件(jiàn)和器件。流量計(jì)主要由三大基(jī)本部分組成:測(cè)量管;錐形浮子(zi)或靶式浮子;指(zhi)示器。浮子的位(wèi)移量與流量的(de)大小成比🙇‍♀️例,通(tong)過磁耦合系統(tong),以不同接觸方(fang)式,将浮子位移(yi)量傳給指示器(qi)指示出流量的(de)大小。也可配裝(zhuāng)不同的轉換器(qì)❤️,将流量值轉換(huan)成标準的電遠(yuǎn)傳信号,從而實(shí)現遠距離顯示(shi)、記錄、積算和控(kòng)制功能。金☔屬管(guǎn)轉子流量計在(zài)指示🙇‍♀️器的設計(jì)上可以爲各種(zhong)應用場合提供(gòng)可靠适用🈲的功(gong)能組合,如現場(chǎng)指針顯示、LCD顯示(shì)瞬時和累計流(liu)量等。在指示器(qi)供電選擇方面(miàn)有電池供🤟電、24VDC供(gong)電、220VAC供電,方式根(gen)據現場情況選(xuǎn)擇。
1.5　選型計算
　　在(zài)選型過程中,可(ke)以根據前面介(jiè)紹的計算公式(shi)和相關設計樣(yang)本來确定轉子(zi)流量計的型号(hao)。本文以轉子流(liu)量計爲例,介✉️紹(shào)如何根據計算(suàn)公式來确定轉(zhuǎn)子流量計的型(xing)号。

　　已知測量介(jiè)質爲液體,最大(dà)流量爲:Qmax=30m3/h,常用流(liú)量最小值Qmin=10m3/h,粘度(dù)μy=3.1×10-5pags,密度ρy=810kg/m3,常用壓力(li)py=0.49MPa,常用溫度ty=150℃。根據(jù)條件選出合适(shi)的浮子流量計(jì)的口徑🈲及浮子(zi)号。
　　選擇11Cr18Ni9Ti材質的(de)浮子,其密度爲(wèi)780kg/m3。水在工作狀态(tài)時的密度爲954kg/m3,則(ze)根🆚據公式(3)可以(yǐ)得到

　　代入最大(da)流量Qmax=70m3/h和常用流(liú)量最小值Qmin=20m3/h可以(yi)求得水的流♌量(liang)範圍Qsmax=66.6m3/h,Qsmin=22.2m2/h。
通過查詢(xun)KF10的轉子流量計(jì)規格表,可以得(de)知選擇口徑DN100,浮(fú)🌈子号🙇🏻K10.2,材質1Cr18Ni9Ti。

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