檢測技術(shù)及儀表 第2版 課件4.5 浮子式流量計_第1頁
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文檔簡介

轉(zhuǎn)子流量計是以轉(zhuǎn)子在垂直錐形管中隨著流量變化而升降,改變它們之間的流通面積來進(jìn)行測量的體積流量儀表,又稱浮子流量計,恒壓降流量計。(動畫)

在美國、日本常稱作變面積流量計(VariableAreaFlowmeter)。轉(zhuǎn)子流量計利用流體節(jié)流作用測量流體的體積流量。轉(zhuǎn)子流量計的特點:結(jié)構(gòu)簡單,直觀;使用維護(hù)方便;壓力損失小,多適用于中、小流量的測量,一般精度不是很高。精度可達(dá)1%,量程比10:1.4.5浮子式流量計

1.結(jié)構(gòu)

轉(zhuǎn)子流量計結(jié)構(gòu)比較簡單,它主要由兩部分組成:(a)上闊下窄的錐形管,常用材料:玻璃錐管金屬錐管(b)轉(zhuǎn)子,常用材料:金屬轉(zhuǎn)子、也有非金屬轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子常見形式:

(a)錐狀,又稱旋轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)子

(b)圓盤式轉(zhuǎn)子

(c)板式轉(zhuǎn)子

2.工作原理

被測流體從下向上經(jīng)過錐管1和浮子2形成的環(huán)隙3時,浮子上下端產(chǎn)生差壓形成浮子上升的力,當(dāng)浮子所受上升力大于浸在流體中浮子重量時,浮子便上升,環(huán)隙面積隨之增大,環(huán)隙處流體流速立即下降,浮子上下端差壓降低,作用于浮子的上升力亦隨著減少,直到上升力等于浸在流體中浮子重量時,浮子便穩(wěn)定在某一高度。浮子在錐管中高度和通過的流量有對應(yīng)關(guān)系。圖4-10工作原理金屬轉(zhuǎn)子流量計金屬浮子流量計的流量檢測元件是由一根自下向上擴(kuò)大的垂直錐形管和一個沿著錐管軸上下移動的浮子組所組成。4-11金屬轉(zhuǎn)子流量計玻璃轉(zhuǎn)子流量計流體入口流體出口轉(zhuǎn)子圖4-15浮子流量計的工作原理

3.流量公式推導(dǎo)作用在浮子上有3個力:浮子本身垂直向下的重力F1;流體作用在浮子上的浮力F2;流體作用在浮子上管道動壓力F3。設(shè)浮子的體積為Vf,浮子材料的密度為pf

,在任何情況下,只要浮子處于平衡狀態(tài),其作用在浮子上的力的總和等于零,流體通過環(huán)形流通面積的流速為:其環(huán)形流通面積為A0,則可求得體積流量為:當(dāng)錐形管浮子形狀和材質(zhì)一定時,且被測介質(zhì)的重度r設(shè)為不變,而且流體雷諾數(shù)又符合一定要求的情況下,上式中α和均可認(rèn)為是常數(shù).流量Q僅隨環(huán)形流通面積的變化而變化,稱為面積式流量計。4.關(guān)于α的討論α與錐形管的錐度、浮子的形狀及流體的雷諾數(shù)有關(guān)即α=f(錐形管的錐度,轉(zhuǎn)子形狀,Re)

不同轉(zhuǎn)子形狀的流量系數(shù)與Re的關(guān)系

轉(zhuǎn)子流量計對Remin限制較弱,在一般較低的雷諾數(shù)條件下流量系數(shù)即可保持常數(shù)。一般說來:旋轉(zhuǎn)式浮子的Remin為6000;圓盤式浮子的Remin為300;板式浮子的Remin為40.Remin為最低雷諾數(shù)界限橫坐標(biāo)錐管直徑與浮子直徑之比D/d是表示浮子的位置,曲線的斜率越大,表示流量計的靈敏度越高。圖4-16流量系數(shù)因浮子形狀5.流量與轉(zhuǎn)子高度的關(guān)系先看流通面積與浮子高度之間的關(guān)系:

(1)(2)(1)+(2)有:(4)(3)從式(4)可看出:Q與h成非線性關(guān)系,但由于很小,非常小,可近似忽略,所以可以近似認(rèn)為:Q和h成近似線性關(guān)系。6.轉(zhuǎn)子流量計應(yīng)用中需注意的問題

刻度換算當(dāng)儀表直接的流量刻度時,必須注意被測介質(zhì)的名稱,重度,粘度,溫度和壓力應(yīng)與儀表刻度時的工況一致,否則應(yīng)予修正。注意:轉(zhuǎn)子流量計出廠時是在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(20℃,760mmHg)用水或空氣介質(zhì)標(biāo)定的。一般測量液體時采用水標(biāo)定,測量氣體時,采用空氣標(biāo)定。注意:當(dāng)實際應(yīng)用中的工況與刻度標(biāo)定時的工況不一致時,必須進(jìn)行刻度換標(biāo),否則測量結(jié)果嚴(yán)重不準(zhǔn),以下介紹刻度換標(biāo)的方法,前提是被測介質(zhì)的粘度應(yīng)與標(biāo)定的相差不大,否則也會影響結(jié)果。(1)液體流量的修正(2)氣體流量的修正安裝要求①要求垂直安裝,并需加旁路。②有直管段要求,一般儀表前后有5D的直管段,并加裝過濾器。轉(zhuǎn)子流量計的使用特點(1)結(jié)構(gòu)簡單,儀表類型廣口徑精度壓力損失量程金屬管轉(zhuǎn)子流量計15~150mm1.5~2.0%5~50mmH2O6~1/h水玻璃管轉(zhuǎn)子流量計1.5~100mm1~2.5%5~50mmH2O1~4/h水10~1/h空氣有直讀式的有電遠(yuǎn)傳的(2)無機(jī)械磨損,壓力損失?。?)受介質(zhì)性質(zhì)影響大,存在刻度換算問題。影響儀表精度的原因①錐管與轉(zhuǎn)子的加工精度②流量系數(shù)易受粘度變化的影響,(注:當(dāng)然也受錐管的錐度,轉(zhuǎn)子的形狀和的影響,在此指這些條件一定時)適用管徑范圍15~200mm,并有直管段要求,靶前應(yīng)有8長的直管段,靶后應(yīng)有5長的直管段。與節(jié)流法測量相比,無引壓管,維護(hù)方便;可采用干式(掛重法)校驗,給用戶周期校驗帶來方便。電遠(yuǎn)傳式轉(zhuǎn)子流量計

它可以將反映流量大小的轉(zhuǎn)子高度h轉(zhuǎn)換為電信號,適合于遠(yuǎn)傳,進(jìn)行顯示或記錄。

LZD系列電遠(yuǎn)傳式轉(zhuǎn)子流量計主要由流量變送及電動顯示兩部分組成。

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