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寶德流量計結(jié)構(gòu)原理和流量計算，選型安裝論述

最近更新時間：2021-12-2

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寶德流量計結(jié)構(gòu)原理、流量計算和選型安裝論述

       寶德流量計結(jié)構(gòu)和原理的基礎(chǔ)上, 結(jié)合其技術(shù)特點和應(yīng)用需求,從流量計算、量值修正以及 流量計技術(shù)選型和安裝要求等方面進行了較為系統(tǒng)的論述和研究。希望能為廣 大計量工作者更好的掌握轉(zhuǎn)子流量計應(yīng)用技術(shù),實現(xiàn)對流量的準確測量提供幫助。

       寶德流量計是常用的節(jié)流式流量計之,具有結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、 測量范圍寬(量程比可達10:1)、測量度較高(誤差+5%左右)、示值直觀、維護方便、壓損小等優(yōu)點,是現(xiàn)代生活和工業(yè)中應(yīng)用廣泛的計量器具。

       在計量技術(shù)水平日益發(fā)展、測量精度需求不斷提高的今天,計量工作者只有全面了解轉(zhuǎn)子流量計的結(jié)構(gòu)原理、流量計算、 量值影響因素 與修正方法、以及流量計的選型、安裝要求,才能選出需求的計量儀表,實現(xiàn)測量效果。作者希望本文給計量 工作者帶來些許幫助。

1德流量計結(jié)構(gòu)原理簡析

1.1結(jié)構(gòu)分析

       寶德流量計由兩部件組成，從下向.上逐漸擴張的錐形管，二題于錐形管中，可沿管線上下移動、密度比流體稍大的轉(zhuǎn)子(圖1轉(zhuǎn)子流量計原理圖)。錐形管由玻璃、塑料或金屬材質(zhì)制成。玻璃或塑料材質(zhì)的錐形管 上刻有流量刻度,透過錐管可看到透明流體中轉(zhuǎn)子的位置及所對應(yīng)的刻度值;金屬材質(zhì)錐形管中轉(zhuǎn)子位置通過磁性耦合等方式傳遞管外,在面板上顯示量值。

1.2工作原理

      當測量流體的流量時,流體從錐形管下端流入沖擊轉(zhuǎn)子,對它產(chǎn)生個作用力,力的大小隨流量大小而變化;當流量足夠大時,所產(chǎn)生作用力將轉(zhuǎn)子托起，使之升高;流體經(jīng)轉(zhuǎn)子與錐形管壁間的環(huán)形斷面從上端流出。當流體對轉(zhuǎn) 子的作用力等于轉(zhuǎn)子重量時,轉(zhuǎn)子因受力平衡而停留在某位置;這個位置與流量有相互對應(yīng)的關(guān)系,據(jù)此位置,即可求得流量值。

1.3流量計算

      寶德流量計轉(zhuǎn)子在錐形管中受三個力:動、動壓力和浮力,三力平衡時, 轉(zhuǎn)子重力=動壓力+浮力。當流速變 大或變小時,轉(zhuǎn)子將向.上或向下移動,流體流動的截面積也發(fā)生變化,直達到平衡時對應(yīng)的流速,轉(zhuǎn)子在新的位置上穩(wěn)定。因此,轉(zhuǎn)子穩(wěn)定時受力關(guān)系公式如下:

     V(ρt-ρf)g=4p.A(1)

     期: ρt-轉(zhuǎn)子密度; ρf-流體密度; g-動加速度; V-轉(zhuǎn)子體積; 4p-轉(zhuǎn)子前后壓差; A- 轉(zhuǎn)子大截面積。

     寶德流量計結(jié)合公式( 1 ) , 并參照孔板流量計流量與節(jié)流壓差間的關(guān)系方程式:

     公式1 [公式1]

     得轉(zhuǎn)子流量計流量公式:

     公式2 [公式2]

     期: Qv-流量值; a0-流量系數(shù)(與轉(zhuǎn)子形狀、流體狀態(tài)、流量計結(jié)

     構(gòu)和流體物理性質(zhì)等因素有關(guān)，只能由實驗來確定) ; A0 -環(huán)隙面積,對應(yīng)于轉(zhuǎn)子高度h ; 近似有: A0=ch ; 系數(shù)c與轉(zhuǎn)子和錐形管的幾何形狀及尺寸有關(guān); ρt-轉(zhuǎn)子密度; ρf-流體密度; At-轉(zhuǎn)子大截面積。

      流量方程式可寫成:公式3 [公式3]

      公式( 4 )可知，轉(zhuǎn)子的停浮高度h與流量q v成對應(yīng)關(guān)系;根據(jù)高度的不同來標刻流量值,即可在實際應(yīng)用中即時讀取流量值。

      2測量值的流體相關(guān)性修正

      2.1測量值修正分析

       從式( 4 )可知，被測流體的密度不同,流量大小與轉(zhuǎn)子高度之間的對用關(guān)系也不同。因受標定設(shè)備的限制 ,廠商不可能對所有流量計都做實液標定,故測量非標定介質(zhì)時,應(yīng)對讀出的測量值進行修正,以保證度。

       對于液體,其密度為常數(shù),只需修正被測液體和標定液體不同造成的影響即可;而氣體因具有可壓縮性,還應(yīng)考慮標定狀態(tài)和實際狀態(tài)不同時溫度和壓力的影響。

       通常,標定狀態(tài)默認為:溫度T=293.16K , 勵p=101325Pa.根據(jù)流量計算公式,進行如下分析:

       方面,設(shè)定在標定狀態(tài)下,測量標定流體的流量公式為:

       2.2.1液體流量的測量值修正

       流量計對液態(tài)類流體的測量示數(shù)通常采用水為參照流體,在標定狀態(tài)下進行標定。實際測量非水液體流量時 ,只需修正被測液體和標定液體(水)之間密度差異而造成的影響,即可按( 8 )式進行修正換算。此時，ρ 0為標定流體的密度，ρ為被測流體的密度。

       2.2.2氣體流量的測量值修正

       流量計對氣態(tài)類流體的測量示數(shù)采用空氣為參照物,在標定狀態(tài)下進行標定。由于氣體的密度受溫度、壓力變化的影響較大,故不僅應(yīng)隨著被測氣體與標定氣體之間的密度不同進行換算,而且要隨工作狀態(tài)時溫度和壓力與標定狀態(tài)的不同進行修正換算。為簡化5氣體流量值的修正,般可以忽略黏度對流量系數(shù)的影響,而且,對于氣體來說,由于ρt>>ρ0，ρt>>ρ,則由(8)式可得:流量計對液態(tài)類流體的測量示數(shù)通常采用水為參照流體,在標定狀態(tài)下進行標定。實際測量非水液體流量時 ,只需修正被測液體和標定液體(水)之間密度差異而造成的影響,即可按( 8 )式進行修正換算。此時，ρ 0為標定流體的密度，ρ為被測流體的密度。

       2.3流量系數(shù)修正

       2.3.1流量系數(shù)與轉(zhuǎn)子形狀的相關(guān)性

       寶德流量計由式(4)可以看出,流量系數(shù)也是影響測定結(jié)果的個重要參數(shù)。它因轉(zhuǎn)子的形狀不同而有所不同。雖然轉(zhuǎn)子形狀是制造廠按儀表結(jié)構(gòu)和流量測量范圍選擇合適形狀而設(shè)計的，不屬于使用者考慮的范疇,但使用者應(yīng)了解轉(zhuǎn)子形狀與測量值準確程度的關(guān)系。般情況而言,測量同種流體時,哪種形狀的轉(zhuǎn)子在錐形管中的高度越高,則使用這種轉(zhuǎn)子的流量計的流量系數(shù)就越小,其測量精度就越高?？筛鶕?jù)這特點 ,選擇更為適合自身需求的轉(zhuǎn)子流量計。

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