摘要(yào):簡要介紹金(jin)屬管浮子流(liú)量計
在流量(liang)測量時的工(gong)作原理,并給(gěi)出了流量計(jì)算公式⚽的✊推(tui)導及🍓應用。
在(zai)流量測量中(zhong),金屬管浮子(zǐ)流量計是量(liang)大面廣的産(chǎn)品之🏃🏻一。它具(ju)有結構簡單(dān)、直觀、壓損小(xiǎo)、測量範圍大(da)、運行可靠、可(ke)測中⭐小流量(liàng)及低雷諾數(shù)流量、維護方(fang)便、壽命長,對(dui)儀表前🏃🏻♂️後直(zhi)管段長度要(yào)求不高等優(you)點。多年㊙️來,金(jīn)屬管浮子流(liú)量計的各種(zhong)優良性能🌈和(he)可靠性,以及(ji)較好的性能(néng)價格比,廣🏃🏻泛(fan)受到了石🈲化(hua)、鋼鐵、電力、冶(ye)金、輕工、食品(pǐn)、制藥、水處理(li)等行業的青(qing)睐。
1原理
浮子(zi)流量計又稱(cheng)轉子流量計(jì),是變面積式(shì)流量計的一(yī)種。浮子流量(liàng)計實現流量(liàng)測量的理論(lun)基礎是“定壓(yā)将,變面積❌“原(yuan)理🔞。在流動的(de)流體中放置(zhi)一個軸🌐線與(yu)流向平行☎️的(de)浮子,見圖1.
浮(fú)子流量計本(ben)體可以用兩(liǎng)端法蘭、螺紋(wén)或軟管與測(ce)量🐇管道連🍉接(jiē)。當流體自下(xia)而上流入錐(zhui)管時,被浮🏒子(zǐ)截流,這樣在(zài)浮子上、下遊(yóu)之間産生壓(ya)力差,浮子在(zài)壓力差的作(zuo)用下.上升,這(zhe)時作用在浮(fú)子上的力有(you)三個:流體對(dui)浮子的動壓(ya)力、浮子在流(liu)體中的浮力(lì)和浮子自身(shen)的重力。隻有(yǒu)當流體對浮(fú)子的動壓🌂力(lì)與浮子在流(liu)體中所受的(de)浮力之和等(deng)于浮子的重(zhong)力時，浮子就(jiu)平穩地浮🥵在(zai)某一位置上(shàng)。
大量實驗證(zhèng)明,在一定雷(lei)諾數的範圍(wéi)内，對于同一(yī)口徑🌂浮🏒子流(liú)量計,流體流(liu)速的大小與(yǔ)浮子的形狀(zhuang)有關。對于♋給(gei)定的浮子流(liu)量計,浮子大(da)小和形狀已(yi)經确定,因此(cǐ)它在流體👨❤️👨中(zhōng)的浮力和自(zì)身重力都是(shi)已知是常量(liang),唯有流體對(duì)浮子的動壓(ya)力⚽是随來流(liu)♌流速的大小(xiao)而變化的。因(yīn)此當來流流(liu)速變大或變(biàn)小時,浮子将(jiāng)作向上或向(xiàng)下的移動,相(xiàng)應位置🔱的流(liú)動截面積👅也(yě)發生變化,流(liu)💞動截面積與(yǔ)浮子的.上升(sheng)🔴高♋度成比例(li)，即浮子的某(mǒu)一高度代表(biao)流💛量的大小(xiǎo)⭕。浮子上下移(yí)動時,以磁耦(ou)合的形式将(jiang)位置傳遞到(dào)☂️外部指示器(qì),直到流速變(biàn)成平衡時對(dui)應❄️的速度,浮(fu)子就在新的(de)位置上穩定(ding)。對于-台給定(dìng)的浮子流量(liang)計,浮子在測(cè)量管中的位(wei)置與流體流(liú)經測量管的(de)流量的大小(xiǎo)成一--對應關(guān)系。
爲了使浮(fu)子在形管的(de)中心線上下(xià)移動時不碰(peng)到管壁,通常(cháng)采用兩種方(fang)法:一種是在(zài)浮子中心裝(zhuang)有一根💁導向(xiang)芯棒,以保持(chí)浮子在錐形(xíng)管的中心線(xiàn)作上下運動(dong),另-種是在浮(fú)子圓盤邊緣(yuán)開有一道道(dào)斜🎯槽,當流體(tǐ)自下而.上🈲流(liu)過浮子💜時，一(yī)面繞過浮子(zǐ),同💛時又穿過(guò)斜槽産生一(yi)反推力,使浮(fu)子繞中心線(xian)不停地旋轉(zhuan),就🔅可保持浮(fu)子在工作時(shí)不緻碰到管(guǎn)壁。浮子流量(liàng)計的浮子材(cái)料可用不鏽(xiù)🈲鋼、钛、316L等制成(cheng)。
2構成
浮子流(liú)量計是由浮(fú)子、錐管、檢測(ce)器等部件組(zǔ)成。浮子組件(jiàn)裝有磁鋼,其(qi)作用把是浮(fu)子的位移信(xìn)号以磁信号(hào)的💘形式👣傳輸(shu)給檢測器。檢(jiǎn)測器把這一(yī)檢測到的信(xin)号再以電信(xin)号的形式遠(yuǎn)距離📞傳輸,并(bing)現場指示瞬(shùn)時流量值。浮(fú)子流量計具(jù)有小流量值(zhi)、範圍🏃🏻度大、不(bu)用現場調試(shì)的特點。其結(jié)構簡單、運動(dong)部件磨損小(xiao)、使用💁壽命長(zhǎng)、壓力損失小(xiao)、安裝方便、維(wei)修量小、使用(yòng)周期長、可遠(yuǎn)距離傳輸流(liú)量信号,與計(jì)算機連用可(kě)實現集中管(guan)理。 但也存在(zài)不足，如對于(yú)高黏度、大流(liu)量、以及兩相(xiàng)以上流體不(bu)能測量。
3應用(yong)
由浮子流量(liang)計和流量顯(xian)示儀兩部分(fen)組成的流量(liàng)儀✍️表,其🔴顯示(shì)🔞儀爲通用流(liú)量顯示儀表(biao)。與其它形式(shi)💜流量💋計比較(jiao),具有以下優(yōu)點:流量計内(nei)部可動部件(jiàn)較少、構造簡(jian)單、使用壽命(mìng)長;範🈲圍度10:1;從(cong)理論上說不(bú)需單獨标定(dìng)即可用于流(liú)量測💘量;儀表(biǎo)輸出電信号(hào)❌,易于實現數(shù)字化測量及(jí)👌計算機聯用(yòng);測量精度可(kě)達±1%。現在國内(nèi)外🛀都在積極(jí)研究浮子流(liú)量計的開發(fa)和應用。浮子(zi)流量計的在(zai)👅應用時的流(liu)量計算如圖(tú)2。
P1、P2--端面I、II上的平(píng)均壓力
V1、v2--端面(miàn)I、II上的平均流(liú)速
Z1、Z2--端面I、II上距(jù)起始水平面(miàn)高度
F1--端面I的(de)面積
Fx--端面環(huan)隙面積
F--浮子(zi)最大端面面(mian)積
ρf--浮子材料(liào)密度
ρ--流體介(jiè)質密度
V--浮子(zi)體積
h--浮子位(wèi)移
β--錐管半角(jiao)
R--浮子位移h處(chù)錐管半徑
g--當(dāng)地重力加速(su)度
r--浮子最大(dà)半徑
浮子流(liu)量計的理論(lun)方程式是根(gen)據伯努利方(fang)程,流體連續(xu)性方程以及(jí)力平衡的原(yuán)理推出。
根據(jù)伯努力方程(chéng)有下式:.
其中(zhōng):a-流量系數,它(ta)是取決于浮(fú)子形.狀、雷諾(nuo)數以及上述(shù)各種🌂标定條(tiao)件的修正系(xi)數,由試驗确(què)定。
浮子流量(liang)計在應用中(zhōng)要保證其測(ce)量精度,就必(bì)須正确的安(an)裝使用:
浮子(zi)流量計安裝(zhuang)地點選在無(wú)強電、磁場幹(gan)擾的環境;要(yao)求豎直安裝(zhuāng)、傾斜度不大(dà)于2°,無機械振(zhen)動,流體♌保持(chí)充滿管道;用(yòng)于測量氣體(ti)時,爲使流量(liang)計穩定工作(zuo),被測氣體壓(ya)力一般應大(da)于0.1MPa;若被測氣(qì)體較髒♋或含(hán)有導磁顆粒(li)時,應在流量(liang)計的上遊安(an)裝過濾♍器或(huo)磁過濾器。浮(fu)子流量計的(de)口徑與管道(dao)必須對應,法(fǎ)蘭之間的密(mi)封墊圈不得(dé)突入管内。
4結(jie)語
金屬管浮(fú)子流量計作(zuo)爲過程控制(zhi)儀表,可以适(shi)應🌏高溫、高壓(yā)、強腐蝕、劇毒(du)等多種苛刻(ke)環境,較少的(de)可動部件、便(biàn)于維🔴護,解決(jue)了生産中的(de)許多難題。正(zheng)确🥰合理的設(she)計,金屬管浮(fú)子流量計以(yi)其性能被越(yue)來越多的用(yong)戶所青睐。展(zhan)望未來,浮子(zi)流量計趨向(xiang)電☂️子化和數(shù)字化,将爲其(qí)開拓新的領(ling)域;已逐步實(shi)現累計流量(liang)顯示、HART通訊等(děng)多項功能。
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