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靶式流量计的概述及工作原理

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靶式流量计的概述及工作原理
点击次数: 发布时间:2016-06-03

1、靶式流量计的概述

20世纪60年代以来随着工业生产的发展,迫切需要一种能够测量高粘度低雷诺数流体流量的流量计,靶式流量计的出现和发展部分地解决了这一问题。靶式流量计具有结构简单、安装维护方便、不易堵塞等特点,主要用来测量管道中的低雷诺数、高粘度流体以及含适量固体颗粒的浆液的流量。除此以外,靶式流量计也可以测量一般液体(液体流量计)、气体和蒸汽的流量。

2、靶式流量计的工作原理

靶式流量计的工作原理如图13-1所示。
靶式流量计工作原理示意图
靶式流量计的测量元件是一个放在管道中心的圆形靶,流体流动时冲击到靶上,会使靶面受力,并产生相应地微小位移,这个力就反映了流体流量的大小。
流体的流动对靶的作用力主要由以下两部分分力组成:
1)流体对靶的冲击力以及因流束在靶后的分离产生压差而形成的作用力。
2)流体在流经圆形靶和管道内壁之间的环形截面时,对靶周产生的粘滞摩擦力。
上述两种作用力中,第一项力一般比第二项力大很多,所以下面在分析靶所受作用力与被测流体流量之间的关系时,只考虑第一项力。
理论分析和实验研究表明,流体对靶的作用力与流速u的平方,流体密度ρ及靶的受力面积A成正比,可以表示为如下形式
靶式流量计工作原理公式
式中,F是流体对靶面的作用力;ζ是阻力系数,当雷诺数达到
一定值时,将趋于常数;A是靶的迎流面积;u是靶和管壁间环形截面处流体的平均流速;ρ是流体密度。
由上式可以求得环形截面处流体的平均流速为
靶式流量计工作原理公式
式中.D是管道内径;a是流量系数;β是靶径比,β=d/D; K是随计算单位而变的常系数,在国际标准单位制中,在实际的使用中,我们更习惯于将D和d的单位用mm,流量的单位用m3/h或kg/h,那么K二4.5119。所以经过靶式流量计的流体的体积流量和质量流量公式又可以分别写成:
靶式流量计工作原理公式
由上式可以看出,对于一个具体的靶式流量计,β为一定值。如果密度ρ和流量系数a也为常数,流量与流体对靶的作用力F的平方根成正比。测量靶所受到的力F的大小,就可以测定被测流体的流量。

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