摘要(yào):簡要介紹(shào)金屬管浮(fu)子流量計(ji)
在流量測(ce)量時的工(gōng)作原理,并(bing)給出了流(liú)量計算公(gōng)式的推導(dǎo)及🌈應用。
在(zai)流量測量(liàng)中,金屬管(guǎn)浮子流量(liang)計是量大(dà)面廣的産(chan)品之一。它(ta)具有結構(gòu)簡單、直觀(guan)、壓損小、測(ce)量範圍☀️大(da)、運行可靠(kào)、可測中小(xiao)流量及低(di)雷諾數流(liu)量、維護方(fang)便、壽命長(zhǎng),對儀表前(qián)後直管段(duan)長度要求(qiú)不高等🏃♂️優(you)點。多年來(lái),金屬管浮(fu)子流量✔️計(ji)的各種優(yōu)良性能和(hé)可靠性,以(yi)及較好的(de)性能價格(ge)比,廣泛受(shòu)到了石☂️化(hua)、鋼鐵、電力(li)、冶金、輕工(gong)、食品、制📞藥(yao)、水處理等(děng)行業的青(qing)睐。
1原理
浮(fú)子流量計(jì)又稱轉子(zi)流量計,是(shì)變面積式(shi)流量計🌂的(de)一種。浮子(zǐ)流量計實(shi)現流量測(ce)量的理論(lun)基礎是“定(ding)壓☁️将,變面(miàn)積“原理。在(zài)流動的流(liu)體中放置(zhì)一個軸線(xian)與流❄️向平(píng)行的浮子(zi),見圖1.
浮子(zi)流量計本(ben)體可以用(yòng)兩端法蘭(lán)、螺紋或軟(ruǎn)管與☁️測量(liàng)管道連接(jie)。當流體自(zi)下而上流(liu)入錐管時(shí),被浮子截(jie)流,這樣在(zài)浮子上、下(xia)遊之間産(chan)生壓力差(chà),浮子在壓(ya)力差的作(zuò)🌈用下.上升(shēng),這時作用(yong)在🈲浮子上(shang)的力有三(san)個:流體對(duì)浮子的動(dong)壓力、浮子(zi)在流體中(zhōng)的浮力和(hé)浮子自🐪身(shēn)的重力。隻(zhī)有當流體(ti)對浮子的(de)動壓力與(yu)浮子在💔流(liú)體中所受(shou)的浮力之(zhī)和等于浮(fú)子的♻️重力(lì)時，浮子就(jiù)平穩地浮(fú)在某一位(wèi)💔置上。
大量(liang)實驗證明(ming),在一定雷(lei)諾數的範(fàn)圍内，對于(yú)同一口徑(jing)浮子流量(liàng)計,流體流(liú)速的大小(xiǎo)與浮子的(de)形狀有關(guan)。對于給定(dìng)的浮子流(liu)🌈量計,浮子(zi)大小和形(xíng)狀已經确(què)定,因此它(ta)在流體中(zhōng)的浮力和(hé)自身重力(li)都是已知(zhi)是常量,唯(wei)有流體對(duì)浮子的動(dong)壓力是随(suí)來流流速(su)的大小而(ér)變化的。因(yīn)🤟此當來流(liú)流速變大(dà)或變❄️小時(shi),浮子将作(zuò)向上或向(xiàng)下的移動(dòng),相應位置(zhi)的流動截(jie)面積也發(fā)生變化,流(liu)動截面積(ji)與浮子的(de).上升高度(du)成比例，即(jí)浮子的某(mou)一高度代(dai)表流量的(de)大小。浮子(zi)上下移動(dong)時,以磁耦(ou)合的形式(shi)将位置傳(chuán)⛱️遞到外部(bù)指示器,直(zhí)到流速變(bian)成平衡時(shi)對應的速(sù)度,浮子就(jiù)在新的位(wèi)置上穩定(ding)。對于-台給(gěi)定的浮子(zi)流量❓計,浮(fú)子在測量(liàng)管中的位(wèi)置與流❌體(tǐ)流經測量(liàng)管的流量(liàng)的大小成(cheng)一--對應關(guan)系。
爲了使(shi)浮子在形(xing)管的中心(xīn)線上下移(yi)動時不碰(pèng)到管壁,通(tong)常采用兩(liǎng)種方法:一(yi)種是在浮(fú)子中心裝(zhuang)有一根導(dǎo)向芯棒📧,以(yi)保🌏持浮⚽子(zi)在錐形管(guan)的中心線(xian)作上下運(yùn)動,另-種是(shi)在浮子圓(yuan)盤邊緣開(kai)有一道道(dao)斜槽,當流(liú)體自下而(ér).上流過浮(fu)子時，一面(mian)繞過浮子(zi),同💜時又穿(chuān)過斜槽産(chan)生一反推(tui)力,使浮子(zǐ)繞中心線(xian)不停地旋(xuan)轉,就🧑🏽🤝🧑🏻可保(bǎo)持浮子在(zai)工作時不(bú)緻碰到管(guǎn)壁。浮子流(liu)量計的浮(fú)子材料可(kě)用不鏽鋼(gāng)、钛、316L等制成(cheng)。
2構成
浮子(zi)流量計是(shì)由浮子、錐(zhuī)管、檢測器(qì)等部件組(zǔ)成。浮💯子組(zǔ)件裝有📐磁(ci)鋼,其作用(yong)把是浮子(zi)的位移信(xìn)号以磁信(xìn)号的形式(shì)傳輸給檢(jiǎn)測器。檢測(ce)器把這一(yi)檢測到的(de)信⛷️号再以(yǐ)電信号的(de)形式遠距(jù)離傳輸,并(bing)現場指示(shì)瞬時流量(liàng)值。浮子流(liú)量計具有(you)小流量值(zhi)、範圍📐度大(dà)、不用現場(chang)調試的特(te)點。其結構(gòu)簡單、運動(dong)部件磨損(sǔn)小、使用壽(shou)命長、壓力(li)損失🈲小、安(an)裝方便、維(wéi)修量㊙️小、使(shǐ)用周期長(zhang)、可遠距離(li)傳輸流量(liang)信号,與計(ji)算機連用(yòng)可實現集(ji)中管理。 但(dàn)也存在不(bú)足，如⛹🏻♀️對于(yu)高黏度、大(dà)流量、以及(ji)兩相以上(shang)流體不能(néng)測量。
3應用(yong)
由浮子流(liú)量計和流(liu)量顯示儀(yi)兩部分組(zu)成的流量(liang)儀表,其🤟顯(xiǎn)示🙇🏻儀爲通(tōng)用流量顯(xiǎn)示儀表。與(yǔ)其它形式(shi)流量⭐計比(bi)較,具有以(yǐ)下優🈲點:流(liú)量計内部(bu)可動部件(jiàn)較少、構造(zào)簡單💚、使用(yong)壽命長;範(fàn)圍度10:1;從理(lǐ)論上說不(bu)需單獨标(biao)🐪定即可用(yong)💋于流量測(ce)量;儀表輸(shu)🐆出電信号(hào)🏃♀️,易于實現(xian)數字化測(ce)量及計算(suan)機聯用;測(cè)量精度可(ke)👣達±1%。現在國(guo)内外都在(zai)積極研究(jiū)浮子流量(liàng)計的🏃🏻♂️開發(fā)和應用。浮(fú)子流量計(jì)的在應用(yong)時的流量(liang)計算如圖(tu)2。
P1、P2--端面I、II上的(de)平均壓力(li)
V1、v2--端面I、II上的(de)平均流速(su)
Z1、Z2--端面I、II上距(jù)起始水平(ping)面高度
F1--端(duan)面I的面積(jī)
Fx--端面環隙(xi)面積
F--浮子(zi)最大端面(mian)面積
ρf--浮子(zǐ)材料密度(dù)
ρ--流體介質(zhì)密度
V--浮子(zi)體積
h--浮子(zi)位移
β--錐管(guan)半角
R--浮子(zǐ)位移h處錐(zhui)管半徑
g--當(dāng)地重力加(jiā)速度
r--浮子(zi)最大半徑(jìng)
浮子流量(liàng)計的理論(lun)方程式是(shì)根據伯努(nǔ)利方程,流(liú)體👣連續性(xìng)方👣程以及(jí)力平衡的(de)原理推出(chū)。
根據伯努(nǔ)力方程有(you)下式:.
其中(zhong):a-流量系數(shù),它是取決(jue)于浮子形(xing).狀、雷諾數(shu)以及上述(shu)🔱各種标👈定(dìng)條件的修(xiū)正系數,由(yóu)試驗确定(ding)。
浮子流量(liang)計在應用(yong)中要保證(zheng)其測量精(jīng)度,就必須(xū)正确的安(an)🔴裝🏃♀️使用:
浮(fu)子流量計(ji)安裝地點(diǎn)選在無強(qiang)電、磁場幹(gàn)擾的環境(jing)🍓;要求豎直(zhí)安裝、傾斜(xié)度不大于(yú)2°,無機械振(zhen)動,流體保(bao)持充滿管(guan)道;用于測(ce)量氣體時(shí),爲使流量(liàng)計穩定✏️工(gōng)作,被測氣(qi)體壓力一(yi)般應大于(yú)0.1MPa;若被✏️測氣(qi)體較髒或(huò)含有導磁(cí)顆粒時,應(yīng)在流量計(ji)的上遊安(ān)裝過濾器(qi)或磁過濾(lü)器。浮子流(liú)量計的口(kǒu)徑與管道(dao)必須對應(yīng),法蘭之間(jian)的密封墊(niàn)圈不得突(tu)入管内。
4結(jie)語
金屬管(guǎn)浮子流量(liàng)計作爲過(guo)程控制儀(yí)表,可以适(shì)應高🐆溫、高(gāo)壓、強腐蝕(shí)、劇毒等多(duō)種苛刻環(huan)境,較少的(de)可動部件(jiàn)、便于維護(hù),解決了生(shēng)産中的許(xǔ)多難題。正(zheng)确合理的(de)設計,金屬(shu)管浮子流(liu)量計以其(qí)性能被越(yuè)來越多的(de)用戶所青(qing)睐🌈。展望未(wèi)來🌂,浮子流(liú)量🏃♂️計趨向(xiang)電💯子化和(he)數字化,将(jiang)爲其開拓(tuò)新的領域(yu)🈲;已逐步實(shi)現⛹🏻♀️累計流(liú)量顯示、HART通(tong)訊等多項(xiàng)功能。
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