摘要(yào):簡要介(jie)紹金屬(shǔ)管浮子(zǐ)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(jì)算公式(shì)✔️的推導(dǎo)及應用(yong)。
在流量(liàng)測量中(zhōng),金屬管(guǎn)浮子流(liú)量計是(shì)量大面(miàn)廣的産(chǎn)品之🏃♀️一(yi)。它具有(you)結構簡(jiǎn)單、直觀(guān)、壓損小(xiǎo)、測量範(fàn)圍大、運(yùn)行可靠(kao)、可測中(zhōng)小流量(liàng)及低雷(lei)諾數流(liu)量、維護(hu)方便、壽(shòu)命長,對(dui)儀表前(qián)後直管(guǎn)🙇🏻段長度(dù)要求不(bu)高等優(yōu)點。多年(nián)來,金屬(shu)管👣浮子(zi)流量🈲計(jì)的各種(zhong)優良性(xing)能和可(kě)靠性,以(yǐ)及較好(hǎo)的性能(néng)價格比(bǐ),廣泛受(shou)到了石(shí)㊙️化、鋼鐵(tiě)、電力、冶(yě)金、輕工(gong)、食品、制(zhi)藥、水處(chu)理等行(háng)業的🧡青(qīng)睐。
1原理(li)
浮子流(liu)量計又(yòu)稱轉子(zi)流量計(ji),是變面(miàn)積式流(liu)量計的(de)一種🤩。浮(fu)子流量(liàng)計實現(xiàn)流量測(cè)量的理(lǐ)論基礎(chu)是“定壓(yā)将,變面(miàn)積🐪“原理(li)。在流動(dòng)的流體(tǐ)中放置(zhi)一個軸(zhou)線與流(liú)向平行(háng)的浮子(zi)💃,見圖1.
浮(fú)子流量(liàng)計本體(tǐ)可以用(yòng)兩端法(fa)蘭、螺紋(wen)或軟管(guǎn)與測量(liang)管道連(lian)接。當流(liu)體自下(xia)而上流(liu)入錐管(guǎn)時,被浮(fú)子截流(liu),這樣在(zai)浮子上(shàng)、下遊之(zhī)間産生(shēng)壓力差(chà),浮子在(zai)壓力差(chà)的作用(yòng)下.上升(shēng),這時☀️作(zuo)用在浮(fú)子上的(de)力有三(sān)個:流體(ti)對浮子(zi)的動壓(yā)力、浮子(zi)在流體(tǐ)中的浮(fú)力和浮(fú)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(zǐ)在流體(tǐ)中所受(shou)的浮力(li)之和等(děng)于浮子(zǐ)的重力(li)時，浮🔆子(zi)就平穩(wěn)地浮在(zài)某一位(wei)置上。
大(da)量實驗(yàn)證明,在(zài)一定雷(lei)諾數的(de)範圍内(nei)，對于同(tong)一口徑(jìng)浮子流(liu)量計,流(liu)體流速(sù)的大小(xiao)與浮子(zi)的形狀(zhuang)有關。對(dui)于給定(ding)的浮子(zǐ)流☀️量計(ji),浮子大(da)小和形(xing)狀已🧑🏽🤝🧑🏻經(jing)确定,因(yīn)此它在(zai)流體中(zhong)的浮力(li)和自身(shēn)重力都(dōu)是已知(zhi)是常量(liang),唯有流(liu)體對浮(fú)子的動(dòng)壓力㊙️是(shì)随來流(liú)流速的(de)大小而(er)變化的(de)。因此當(dāng)來流流(liu)速變大(da)或變小(xiǎo)時,浮子(zi)将作❤️向(xiang)上或向(xiang)下的移(yí)動,相應(yīng)位置的(de)流動截(jié)面積🧑🏾🤝🧑🏼也(ye)發生變(biàn)化,流動(dong)截面積(jī)與浮子(zi)的.上升(sheng)🌈高度成(chéng)比例，即(ji)浮子的(de)某一高(gāo)度代表(biao)🏃🏻♂️流量的(de)大小㊙️。浮(fú)子上下(xià)☎️移動時(shí),以磁耦(ǒu)合的形(xing)式将位(wei)置傳㊙️遞(di)到外部(bu)指示器(qì),直到流(liú)速變㊙️成(chéng)平衡時(shi)對應💯的(de)速度,浮(fú)🈲子就在(zai)新的位(wei)置上穩(wen)定。對于(yú)-台給定(dìng)的浮子(zi)流量計(ji),浮子在(zai)測量管(guan)中的位(wèi)置與流(liu)體流經(jing)測量管(guan)的流量(liàng)的大小(xiao)成一--對(duì)應關系(xi)。
爲了使(shi)浮子在(zài)形管的(de)中心線(xiàn)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(zhuāng)有一根(gen)導向芯(xīn)棒,以保(bǎo)持浮子(zǐ)在錐形(xíng)管的中(zhōng)心線作(zuo)上下運(yun)動,另-種(zhǒng)是在浮(fú)子圓盤(pán)邊緣開(kai)有一道(dao)道斜槽(cao),當流體(tǐ)自下而(ér).上流過(guo)浮子時(shí)，一面繞(rào)♍過浮子(zi),同時又(yòu)穿過斜(xie)🛀槽産生(shēng)一反推(tui)力,使浮(fú)子繞中(zhong)心線不(bu)停地旋(xuan)轉,就可(ke)保持浮(fú)子在工(gōng)作時不(bú)緻碰到(dào)☔管壁。浮(fú)子流量(liang)計的浮(fu)子材料(liao)可用不(bú)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(zǐ)的位移(yí)信号以(yǐ)磁信号(hào)的形式(shì)傳輸給(gei)檢測器(qì)。檢測器(qì)把這一(yī)檢測到(dao)的信号(hào)再以電(diàn)信号的(de)形式遠(yuǎn)距離傳(chuan)輸,并現(xiàn)場指示(shì)瞬時流(liu)量值。浮(fu)子流量(liàng)計具有(yǒu)小流量(liàng)值、範圍(wéi)🤞度大、不(bú)用現場(chǎng)調試的(de)特點。其(qí)結構簡(jian)單、運動(dong)部件🔅磨(mo)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(qi)長、可💃遠(yuǎn)距離傳(chuán)輸流量(liang)信号,與(yǔ)計算機(jī)連用可(ke)實現集(jí)中管理(li)。 但也存(cun)在不足(zu)，如對于(yu)高黏度(dù)、大流量(liang)、以及兩(liǎng)相以上(shang)流體不(bú)能測量(liang)。
3應用
由(you)浮子流(liu)量計和(hé)流量顯(xiǎn)示儀兩(liang)部分組(zǔ)成的流(liú)量儀表(biao),其顯⭐示(shi)儀爲通(tong)用流量(liang)顯示儀(yí)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(nèi)部可動(dong)部件較(jiao)少、構造(zào)簡單🙇♀️、使(shǐ)用壽🔴命(ming)長;範圍(wéi)度10:1;從理(lǐ)論上說(shuō)不🈲需單(dan)獨标💚定(ding)即可用(yong)于流量(liàng)測量;儀(yí)表輸出(chū)電信号(hao),易于實(shi)現數字(zi)化測量(liang)及計算(suàn)機聯用(yòng);測量精(jīng)度可達(dá)±1%。現在國(guó)内💃🏻外都(dōu)在積極(jí)研究浮(fú)子流量(liàng)計的👨❤️👨開(kai)發和應(yīng)用。浮🔞子(zǐ)流量計(ji)的在應(ying)用時的(de)流量計(ji)算如圖(tú)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(liú)速
Z1、Z2--端面(mian)I、II上距起(qǐ)始水平(píng)面高度(du)
F1--端面I的(de)面積
Fx--端(duān)面環隙(xì)面積
F--浮(fú)子最大(da)端面面(miàn)積
ρf--浮子(zi)材料密(mì)度
ρ--流體(ti)介質密(mì)度
V--浮子(zǐ)體積
h--浮(fú)子位移(yí)
β--錐管半(bàn)角
R--浮子(zǐ)位移h處(chù)錐管半(bàn)徑
g--當地(dì)重力加(jiā)速度
r--浮(fu)子最大(da)半徑
浮(fú)子流量(liàng)計的理(lǐ)論方程(chéng)式是根(gen)據伯努(nu)利方程(chéng),流體連(lian)續性方(fāng)程以及(ji)力平衡(heng)的原理(lǐ)推出。
根(gen)據伯努(nu)力方程(cheng)有下式(shì):.
其中:a-流(liu)量系數(shu),它是取(qu)決于浮(fu)子形.狀(zhuang)、雷諾數(shù)以及上(shàng)👄述各種(zhong)标🈲定條(tiáo)件的修(xiū)正系數(shù),由試驗(yan)确定。
浮(fú)子流量(liang)計在應(ying)用中要(yào)保證其(qí)測量精(jing)度,就必(bi)須正💋确(què)📞的安裝(zhuang)使用:
浮(fú)子流量(liàng)計安裝(zhuāng)地點選(xuǎn)在無強(qiang)電、磁場(chǎng)幹擾的(de)環境;要(yao)求豎直(zhí)安裝、傾(qing)斜度不(bu)大于2°,無(wú)機械振(zhen)動,流體(tǐ)保持充(chōng)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(yú)0.1MPa;若被🆚測(ce)氣體較(jiao)髒或含(han)有導磁(cí)顆粒時(shi)⭕,應在流(liu)量🈲計的(de)上遊♋安(an)裝過濾(lǜ)🔞器或磁(cí)過濾器(qi)。浮子流(liú)量✌️計的(de)口徑與(yu)管道必(bì)須對應(yīng),法蘭之(zhī)間的密(mi)封墊圈(quān)不得突(tu)入管内(nei)。
4結語
金(jīn)屬管浮(fú)子流量(liàng)計作爲(wèi)過程控(kòng)制儀表(biao),可以适(shì)應高溫(wēn)、高壓、強(qiáng)腐蝕、劇(jù)毒等多(duō)種苛刻(ke)環境,較(jiào)少的可(kě)動部件(jiàn)、便于維(wei)護,解決(jué)了⭐生産(chǎn)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(xìng)能被越(yue)來越多(duō)的用戶(hù)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(lèi)計流量(liàng)顯示、HART通(tōng)訊等多(duō)項功能(neng)。
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