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  1 概述

    轉(zhuǎn)子流量計（Rotometer），又稱浮子流量計（FloatTypeFlowmeter），在工業(yè)中獲得普遍的使用。它可測量液體、氣體和蒸氣的流量，宜測中小管徑（DN4～250）的流量。壓力損掉小且恒定，測量局限比擬寬，量程比1：10，任務(wù)牢靠且刻度線性，運用維修便利，對儀表前后直管段長度要求不高。其測量準(zhǔn)確度為±2%左右，受被測液體的密度、粘度、純潔度以及溫度、壓力的影響，也受裝置垂直度的影響。玻璃管浮子流量計構(gòu)造簡略，本錢低，易制成防侵蝕性儀表，但其強度低。金屬管浮子流量計可輸出規(guī)范旌旗燈號，耐高壓，能完成流量的指示、積算、記載、節(jié)制和報警等多種功用。

    1.1 道理及構(gòu)造

    1.1.1 沖量定理及使用

    設(shè)一物體的質(zhì)量為m，效果其上的力為F，實踐上流體的速度v，物體轉(zhuǎn)變旅程為L。那么依據(jù)沖量定理可推出

    1.1.2 測量道理及構(gòu)造

    假如將阻撓體置于豎立且具有錐度（上大下小）的管道中，就構(gòu)成轉(zhuǎn)子式的流量計，它的任務(wù)道理如圖1所示。

    當(dāng)流量添加時，轉(zhuǎn)子承受流體自下而上的沖力將添加，因此被沖向上方，一抵達(dá)上面，因為流暢截面添加，流速減小，沖力也隨之減小。當(dāng)沖力和差壓對轉(zhuǎn)子截面組成的效果力以及粘滯摩擦力等的合力與轉(zhuǎn)子自身在流體中分量相等時，轉(zhuǎn)子即處于一均衡形態(tài)，不再上升或下降，這個地位就透露表現(xiàn)新的流量值。

    1.2 核算公式

    設(shè)轉(zhuǎn)子的顯示分量為Wf（N），流體對轉(zhuǎn)子的效果力為F（N），錐形管與轉(zhuǎn)子間環(huán)形截面為Sa（m2），轉(zhuǎn)子處大截面積為Sf（m2），轉(zhuǎn)子體積Vf（m3），轉(zhuǎn)子密度為ρf（Kg/m3），轉(zhuǎn)子長度為L（m），流體介質(zhì)的密度為ρ（Kg/m3），重力加快度為g（m/s2），則

    由于m=ρVf =ρSfL代入（1）式中，整頓后得

    思索到實踐狀況的要素，加一校正系數(shù)k變?yōu)椋?/p>

       
    式中：qm——為質(zhì)量流量；qv——為體積流量；ψ——為流量系數(shù)。ψ與轉(zhuǎn)子外形和雷諾數(shù)有關(guān)，Sa與轉(zhuǎn)子高度有關(guān)。錐管形轉(zhuǎn)子流量計轉(zhuǎn)子的幾何外形和選用的資料及被測流體必然時，等式右邊平方根內(nèi)的值為一常數(shù)。當(dāng)雷諾數(shù)大于必然的界線值時，ψ為一常數(shù)，如許qm正比于Sa。

    1.3 分歧測量介質(zhì)的換算辦法

    在實踐運用轉(zhuǎn)子流量計進程中，因為被測物體的物性（密度、粘度等）和形態(tài)（溫度、壓力等）與實行流體的物性和形態(tài)分歧，所以必需對測量儀表進行刻度換算和粘度批改，以包管準(zhǔn)確度。

    1.3.1 液體流量測量的刻度換算

    凡間測量液體的轉(zhuǎn)子流量計的刻度，都是用水在20℃，1個大氣壓下標(biāo)定的。依照下式進行刻度換算：

       
     式中：Q1——標(biāo)準(zhǔn)時水的體積流量；Q2——運用時被測液體的體積流量；ρf——轉(zhuǎn)子的材質(zhì)密度；ρ1——標(biāo)準(zhǔn)時的水密度；ρ2—運用時的被測液體密度；a1——水的流量系數(shù)；a2——被測粘性液體的流量系數(shù)。

    當(dāng)被測液體的密度和水的密度分歧然則兩者粘度系數(shù)相差甚微，即可疏忽粘度轉(zhuǎn)變對流量系數(shù)形成的影響，a2/a1可以看成1來核算。

    1.3.2 氣體流量測量的刻度換算

    測量氣體的浮子流量計凡間都是在低壓、恒溫20℃形態(tài)下用緊縮空氣進行標(biāo)定的，然后在換算到規(guī)范壓力為101325Pa、溫度為20℃時的流量值對儀表刻度。當(dāng)儀表用來測量某一任務(wù)形態(tài)下，恣意一種氣體的體積流量時，需將儀表所示刻度值換算為任務(wù)形態(tài)的實踐流量值。于氣體，可以依照下面公式換算：

    式中：Qn——標(biāo)定空氣在pn，Tn形態(tài)下的體積流量，即儀表刻度流量值；Q——被測氣體由P，T形態(tài)下的體積流量，即儀表刻度流量值；pn=101325Pa，Tn=293.15k（規(guī)范形態(tài)下的壓力和溫度）；p，T——被測氣體在任務(wù)形態(tài)下的壓力和熱力學(xué)溫度；

    pnZn——辨別為標(biāo)定空氣在pn，Tn形態(tài)下的密度和緊縮系數(shù)；ρ，Z——辨別為標(biāo)定空氣p， T在形態(tài)下的密度和緊縮系數(shù)。

    當(dāng)被測氣體的濕度較大時，應(yīng)思索水分含量的影響，氣體密度ρ按下式核算：

   
    式中：ρg——為測量前提下枯燥氣體密度；Φ——為測量前提下相對濕度；ρsmax——為測量前提下飽和水汽的密度。

    1.4 金屬管轉(zhuǎn)子流量計

    金屬管轉(zhuǎn)子流量計與玻璃轉(zhuǎn)子流量計具有一樣的測量道理，分歧的是其錐管由金屬制成，如許不只耐高溫、高壓，并且能選擇恰當(dāng)?shù)牟馁|(zhì)以合適各類侵蝕性介質(zhì)的流量。流量計采用可變面積式測量道理，使用現(xiàn)代高技能伎倆及進步前輩的元件和器件。流量計首要由三大根本局部構(gòu)成：測量管；錐形浮子或靶式浮子；指示器。浮子的位移量與流量的巨細(xì)成比例，經(jīng)過磁耦合系統(tǒng)，以分歧接觸方法，將浮子位移量傳給指示器指示出流量的巨細(xì)。也可配裝分歧的轉(zhuǎn)換器，將流量值轉(zhuǎn)換成規(guī)范的電遠(yuǎn)傳旌旗燈號，然后完成遠(yuǎn)間隔顯示、記載、積算和節(jié)制功用。金屬管轉(zhuǎn)子流量計在指示器的設(shè)計上可認(rèn)為各類使用場所供應(yīng)牢靠合用的功用組合，如現(xiàn)場指針顯示、LCD顯示瞬時和累計流量等。在指示器供電選擇方面有電池供電、24VDC供電、220VAC供電，方法依據(jù)現(xiàn)場狀況選擇。

    1.5 選型核算

    在選型進程中，可以依據(jù)前面引見的核算公式和相關(guān)設(shè)計樣原本確定轉(zhuǎn)子流量計的型號。本文以科達(dá)KF10系列轉(zhuǎn)子流量計為例，引見若何依據(jù)核算公式來確定轉(zhuǎn)子流量計的型號。

    已知測量介質(zhì)為液體，大流量為：Qmax=30m3/h，常用流量小值Qmin=10m3/h，粘度μy=3.1×10-5pags，密度ρy=810kg/m3，常用壓力py=0.49MPa，常用溫度ty=150℃。依據(jù)前提選出適宜的浮子流量計的口徑及浮子號。

    選擇11Cr18Ni9Ti材質(zhì)的浮子，其密度為780kg/m3。水在任務(wù)形態(tài)時的密度為954kg/m3，則依據(jù)公式（3）可以獲得

    代入大流量Qmax=70m3/h和常用流量小值Qmin=20m3/h可以求得水的流量局限Qsmax=66.6m2/h，Qsmin=22.2m2/h。

    經(jīng)過查詢KF10的轉(zhuǎn)子流量計規(guī)格表，可以得知選擇口徑DN100，浮子號K10.2，材質(zhì)1Cr18Ni9Ti。