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浮子流量计的特性和特点

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浮子流量计的特性和特点
点击次数: 发布时间:2016-06-02

1、浮子流量计的特性

从浮子流量计的流量公式(5-3)可以看出,对于一定的浮子流量计,一定的被侧介质,有
qv=aKh     (5-16)
式中。K是常数;a是浮子流量计的流量系数。
从式(5-16)可以看出,当被测介质确定后,流体密度ρ为常数,体积流量qv是流量系数a和浮子高度h的函数。所以,讨论浮子流量计的特性,主要是讨论流量系数a的特性。为了获得qv与h之间的线性关系,人们总希望流量系数a为一常数。
大量的实验表明,浮子流量计的流量系数a与浮子的几何形状和流动雷诺数Re有关。对于一定的浮子形状,当雷诺数大于某一界限雷诺数Rek后,流量系数a将趋于一常数。所以,对于一定形状的浮子和一定的流体,若实际雷诺数在界限雷诺数以上,就能使得体积流量qv和浮子高度h之间基本成线性关系,上述各种浮子流量计的刻度换算公式可以使用。当实际雷诺数比界限雷诺数小时,流量系数a将随雷诺数变化,使用时不能忽略由于a变化带来的影响。图5-8为几种典型浮子的流量系数曲线。
浮子流量计流量系数与雷诺数的关系
从图中可以看出,A型浮子的界限雷诺数较大,Rek约为6000左右,这种浮子的流量系数较大,约为0.96,但不够稳定,易受粘度影响,多用于口径、流量较小的玻璃浮子流量计中,由于这种小口径浮子流量计的雷诺数常处于a的变化范围,使用时应考虑粘度的影响;B型浮子的界限雷诺数约为300左右,即在较小的雷诺数下,a已趋于常数,工作比较稳定,但流量系数较小,约为0.76左右;C型浮子的界限雷诺数更低,工作更稳定,在Rek>40以后,流量系数a已基本趋于常数,但其流量系数更小,约只有0.61左右。B和C两种浮子一般用于金属管浮子流量计中。
如果浮子流量计工作在流量系数随雷诺数变化的范围内,当被侧介质的粘度η发生变化时,和密度ρ的变化一样,也将对流量计的示值产生影响,导致测量误差。即使使用介质不变,使用温度有较大变化时,也将对示值产生相当的影响。如使用的环境温度从5℃升高到40℃,水的运动粘度将从1.52 x 10-6m2/s下降到0.66x10-6m2/s,变化幅度己相当之大。对口径在15~40mm的玻璃浮子流量计,温度的影响量(主要是粘度变化的影响)在(0.1%~0.25%)/℃范围内,小口径玻璃浮子流量计有的高达l%℃左右,所以,使用中应对粘度η进行必要的修正。国内外的流量工作者在这方面也做了一些有益的研究工作,部分厂家对其产品提供有使用粘度的上限值或粘度修正曲线。但目前对浮子流量计粘度修正的研究离实用的要求还有比较大的距离,因为从理论上,尤其是从流体力学,深人全面地分析粘度修正还比较困难。

2、浮子流量计的特点

1)适用于小管径和低流速   常用浮子流量计口径在40~50mm以下,最小口径能做到1.5~4mm,适用于测量低流速小流量。以液体为例,口径在10mm以下的玻璃浮子流量计,满度流量的流速只在0.2~0.6m/s之间,甚至低于O.lm/s;金属管浮子流量计和口径大于15mm的玻璃浮子流量计的流速稍大,在0.5~1.5m/s之间。
2)可用于低雷诺数   如果选用粘度不敏感形状的浮子,只要雷诺数大于40或300,浮子流量计的流量系数将不随雷诺数而变化,流体粘度的变化也不影响流量系数。这比其他类型流量计的使用最小雷诺数要低得多。
3)玻璃浮子流量计结构简单,价格低廉,只需就地指示的场合使用方便。缺点是玻璃强度低,易碎。
4)压力损失较低,剥离浮子流量计的压力损失一般为2~3kPa,较高者1OkPa左右;金属管浮子流量什一般为4~9kPa,较高者为20kPa左右。
5)对上游直管段的要求较低。
6)有较宽的流量范围度,一般为10:1,采用特殊结构的浮子流量计流量范围度可以扩展得很大,如已有的双函道浮子流量计产品,分别向下限和上限扩展量程,使流量范围度达到750:1。
7)浮子流量计的应用目前还局限于中小管径,普通全流型的最大口径玻璃浮子流量计为100mm,金属管浮子流量计为150mm。与适用于低流速的优点相对应,如果管道内流速较高,一般要选用比管径大一档规格口径的仪表。用异径管连接,这样就增加了管道布置安装的复杂性。
8)如果使用介质和厂家标定介质不同,要作流量示值修正,给使用带来不便。一般,液体浮子流量计,厂家用20℃、101325Pa的水标定;气体浮子流量计用20℃、101325Pa的空气标定。如实际使用流体的密度、粘度与之不同,流量就要偏离原分度值.就要对它作刻度换算修正,使用时应加以充分注意。

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