水工業(yè)用金屬浮子流量計(jì)的結(jié)構(gòu)及其原理
更新時(shí)間:2010-12-10 點(diǎn)擊次數(shù):3906次
金屬浮子流量計(jì)的流量檢測(cè)元件是由一根自下向上擴(kuò)大的垂直錐形管和一個(gè)沿著錐管軸上下移動(dòng)的浮子組所組成
。工作原理如圖1所示
,被測(cè)流體從下向上經(jīng)過錐管1和浮子2形成的環(huán)隙3時(shí),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(shí)
,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(shí)
,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(duì)應(yīng)關(guān)系
。
體積流量Q的基本方程式為:
(1)
當(dāng)浮子為非實(shí)芯中空結(jié)構(gòu)(放負(fù)重調(diào)整量)時(shí),則
(2)
式中 α——儀表的流量系數(shù)
,因浮子形狀而異
;
ε——被測(cè)流體為氣體時(shí)氣體膨脹系數(shù)
,通常由于此系數(shù)校正量很小而被忽略
,且通過校驗(yàn) 已將它包括在流量系數(shù)內(nèi),如為液體則ε=1
;
△F——流通環(huán)形面積
,m2;
g——當(dāng)?shù)刂亓铀俣?div id="d48novz" class="flower left">
,m/s2
;
Vf——浮子體積
,如有延伸體亦應(yīng)包括
,m3;
ρf——浮子材料密度
,kg/m3
;
ρ——被測(cè)流體密度,如為氣體是在浮子上游橫截面上的密度
,kg/m3
;
Ff——浮子工作直徑(zui大直徑)處的橫截面積,m2
;
Gf——浮子質(zhì)量
,kg。
流通環(huán)形面積與浮子高度之間的關(guān)系如式(3)所示
,當(dāng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已定
,則d、 β為常量
。式中有h的二次項(xiàng)
,一般不能忽略此非線性關(guān)系
,只有在圓錐角很小時(shí)
,才可視為近似線性。
m2 (3)
式中 d——浮子zui大直徑(即工作直徑)
,m
;
h——浮子從錐管內(nèi)徑等于浮子zui大直徑處上升高度
,m;
β——錐管的圓錐角
;
a
、b——常數(shù)。
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