浮子流量計的特性和特點(diǎn)
點(diǎn)擊次數(shù):2718 發(fā)布時間:2021-03-16 07:00:55
1、浮子流量計的特性
從浮子流量計的流量公式(5-3)可以看出,對于一定的浮子流量計,一定的被側(cè)介質(zhì),有
qv=aKh (5-16)
式中。K是常數(shù);a是浮子流量計的流量系數(shù)。
從式(5-16)可以看出,當(dāng)被測介質(zhì)確定后,流體密度ρ為常數(shù),體積流量qv是流量系數(shù)a和浮子高度h的函數(shù)。所以,討論浮子流量計的特性,主要是討論流量系數(shù)a的特性。為了獲得qv與h之間的線性關(guān)系,人們總希望流量系數(shù)a為一常數(shù)。
大量的實(shí)驗(yàn)表明,浮子流量計的流量系數(shù)a與浮子的幾何形狀和流動雷諾數(shù)Re有關(guān)。對于一定的浮子形狀,當(dāng)雷諾數(shù)大于某一界限雷諾數(shù)Rek后,流量系數(shù)a將趨于一常數(shù)。所以,對于一定形狀的浮子和一定的流體,若實(shí)際雷諾數(shù)在界限雷諾數(shù)以上,就能使得體積流量qv和浮子高度h之間基本成線性關(guān)系,上述各種浮子流量計的刻度換算公式可以使用。當(dāng)實(shí)際雷諾數(shù)比界限雷諾數(shù)小時,流量系數(shù)a將隨雷諾數(shù)變化,使用時不能忽略由于a變化帶來的影響。圖5-8為幾種典型浮子的流量系數(shù)曲線。
從圖中可以看出,A型浮子的界限雷諾數(shù)較大,Rek約為6000左右,這種浮子的流量系數(shù)較大,約為0.96,但不夠穩(wěn)定,易受粘度影響,多用于口徑、流量較小的玻璃浮子流量計中,由于這種小口徑浮子流量計的雷諾數(shù)常處于a的變化范圍,使用時應(yīng)考慮粘度的影響;B型浮子的界限雷諾數(shù)約為300左右,即在較小的雷諾數(shù)下,a已趨于常數(shù),工作比較穩(wěn)定,但流量系數(shù)較小,約為0.76左右;C型浮子的界限雷諾數(shù)更低,工作更穩(wěn)定,在Rek>40以后,流量系數(shù)a已基本趨于常數(shù),但其流量系數(shù)更小,約只有0.61左右。B和C兩種浮子一般用于金屬管浮子流量計中。
如果浮子流量計工作在流量系數(shù)隨雷諾數(shù)變化的范圍內(nèi),當(dāng)被側(cè)介質(zhì)的粘度η發(fā)生變化時,和密度ρ的變化一樣,也將對流量計的示值產(chǎn)生影響,導(dǎo)致測量誤差。即使使用介質(zhì)不變,使用溫度有較大變化時,也將對示值產(chǎn)生相當(dāng)?shù)挠绊?。如使用的環(huán)境溫度從5℃升高到40℃,水的運(yùn)動粘度將從1.52 x 10-6m2/s下降到0.66x10-6m2/s,變化幅度己相當(dāng)之大。對口徑在15~40mm的玻璃浮子流量計,溫度的影響量(主要是粘度變化的影響)在(0.1%~0.25%)/℃范圍內(nèi),小口徑玻璃浮子流量計有的高達(dá)l%℃左右,所以,使用中應(yīng)對粘度η進(jìn)行必要的修正。國內(nèi)外的流量工作者在這方面也做了一些有益的研究工作,部分廠家對其產(chǎn)品提供有使用粘度的上限值或粘度修正曲線。但目前對浮子流量計粘度修正的研究離實(shí)用的要求還有比較大的距離,因?yàn)閺睦碚撋?,尤其是從流體力學(xué),深人全面地分析粘度修正還比較困難。
2、浮子流量計的特點(diǎn)
1)適用于小管徑和低流速 常用浮子流量計口徑在40~50mm以下,*小口徑能做到1.5~4mm,適用于測量低流速小流量。以液體為例,口徑在10mm以下的玻璃浮子流量計,滿度流量的流速只在0.2~0.6m/s之間,甚至低于O.lm/s;金屬管浮子流量計和口徑大于15mm的玻璃浮子流量計的流速稍大,在0.5~1.5m/s之間。
2)可用于低雷諾數(shù) 如果選用粘度不敏感形狀的浮子,只要雷諾數(shù)大于40或300,浮子流量計的流量系數(shù)將不隨雷諾數(shù)而變化,流體粘度的變化也不影響流量系數(shù)。這比其他類型流量計的使用*小雷諾數(shù)要低得多。
3)玻璃浮子流量計結(jié)構(gòu)簡單,價格低廉,只需就地指示的場合使用方便。缺點(diǎn)是玻璃強(qiáng)度低,易碎。
4)壓力損失較低,剝離浮子流量計的壓力損失一般為2~3kPa,較高者1OkPa左右;金屬管浮子流量什一般為4~9kPa,較高者為20kPa左右。
5)對上游直管段的要求較低。
6)有較寬的流量范圍度,一般為10:1,采用特殊結(jié)構(gòu)的浮子流量計流量范圍度可以擴(kuò)展得很大,如已有的雙函道浮子流量計產(chǎn)品,分別向下限和上限擴(kuò)展量程,使流量范圍度達(dá)到750:1。
7)浮子流量計的應(yīng)用目前還局限于中小管徑,普通全流型的*大口徑玻璃浮子流量計為100mm,金屬管浮子流量計為150mm。與適用于低流速的優(yōu)點(diǎn)相對應(yīng),如果管道內(nèi)流速較高,一般要選用比管徑大一檔規(guī)格口徑的儀表。用異徑管連接,這樣就增加了管道布置安裝的復(fù)雜性。
8)如果使用介質(zhì)和廠家標(biāo)定介質(zhì)不同,要作流量示值修正,給使用帶來不便。一般,液體浮子流量計,廠家用20℃、101325Pa的水標(biāo)定;氣體浮子流量計用20℃、101325Pa的空氣標(biāo)定。如實(shí)際使用流體的密度、粘度與之不同,流量就要偏離原分度值.就要對它作刻度換算修正,使用時應(yīng)加以充分注意。
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