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寶德流量計(jì)結(jié)構(gòu)原理和流量計(jì)算，選型安裝論述

最近更新時(shí)間：2021-12-2

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寶德流量計(jì)結(jié)構(gòu)原理、流量計(jì)算和選型安裝論述

       寶德流量計(jì)結(jié)構(gòu)和原理的基礎(chǔ)上, 結(jié)合其技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用需求,從流量計(jì)算、量值修正以及 流量計(jì)技術(shù)選型和安裝要求等方面進(jìn)行了較為系統(tǒng)的論述和研究。希望能為廣 大計(jì)量工作者更好的掌握轉(zhuǎn)子流量計(jì)應(yīng)用技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的準(zhǔn)確測(cè)量提供幫助。

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

       在計(jì)量技術(shù)水平日益發(fā)展、測(cè)量精度需求不斷提高的今天,計(jì)量工作者只有全面了解轉(zhuǎn)子流量計(jì)的結(jié)構(gòu)原理、流量計(jì)算、 量值影響因素 與修正方法、以及流量計(jì)的選型、安裝要求,才能選出需求的計(jì)量?jī)x表,實(shí)現(xiàn)測(cè)量效果。作者希望本文給計(jì)量 工作者帶來(lái)些許幫助。

1德流量計(jì)結(jié)構(gòu)原理簡(jiǎn)析

1.1結(jié)構(gòu)分析

       寶德流量計(jì)由兩部件組成，從下向.上逐漸擴(kuò)張的錐形管，二題于錐形管中，可沿管線(xiàn)上下移動(dòng)、密度比流體稍大的轉(zhuǎn)子(圖1轉(zhuǎn)子流量計(jì)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(guò)錐管可看到透明流體中轉(zhuǎn)子的位置及所對(duì)應(yīng)的刻度值;金屬材質(zhì)錐形管中轉(zhuǎn)子位置通過(guò)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(dāng)測(cè)量流體的流量時(shí),流體從錐形管下端流入沖擊轉(zhuǎn)子,對(duì)它產(chǎn)生個(gè)作用力,力的大小隨流量大小而變化;當(dāng)流量足夠大時(shí),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(dāng)流體對(duì)轉(zhuǎn) 子的作用力等于轉(zhuǎn)子重量時(shí),轉(zhuǎn)子因受力平衡而停留在某位置;這個(gè)位置與流量有相互對(duì)應(yīng)的關(guān)系,據(jù)此位置,即可求得流量值。

1.3流量計(jì)算

      寶德流量計(jì)轉(zhuǎn)子在錐形管中受三個(gè)力:動(dòng)、動(dòng)壓力和浮力,三力平衡時(shí), 轉(zhuǎn)子重力=動(dòng)壓力+浮力。當(dāng)流速變 大或變小時(shí),轉(zhuǎn)子將向.上或向下移動(dòng),流體流動(dòng)的截面積也發(fā)生變化,直達(dá)到平衡時(shí)對(duì)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(shí)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(dòng)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(jì)結(jié)合公式( 1 ) , 并參照孔板流量計(jì)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(jì)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(jì)結(jié)

     構(gòu)和流體物理性質(zhì)等因素有關(guān)，只能由實(shí)驗(yàn)來(lái)確定) ; A0 -環(huán)隙面積,對(duì)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(xiě)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(duì)應(yīng)關(guān)系;根據(jù)高度的不同來(lái)標(biāo)刻流量值,即可在實(shí)際應(yīng)用中即時(shí)讀取流量值。

      2測(cè)量值的流體相關(guān)性修正

      2.1測(cè)量值修正分析

       從式( 4 )可知，被測(cè)流體的密度不同,流量大小與轉(zhuǎn)子高度之間的對(duì)用關(guān)系也不同。因受標(biāo)定設(shè)備的限制 ,廠商不可能對(duì)所有流量計(jì)都做實(shí)液標(biāo)定,故測(cè)量非標(biāo)定介質(zhì)時(shí),應(yīng)對(duì)讀出的測(cè)量值進(jìn)行修正,以保證度。

       對(duì)于液體,其密度為常數(shù),只需修正被測(cè)液體和標(biāo)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(biāo)定狀態(tài)和實(shí)際狀態(tài)不同時(shí)溫度和壓力的影響。

       通常,標(biāo)定狀態(tài)默認(rèn)為:溫度T=293.16K , 勵(lì)p=101325Pa.根據(jù)流量計(jì)算公式,進(jìn)行如下分析:

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

       2.2.1液體流量的測(cè)量值修正

       流量計(jì)對(duì)液態(tài)類(lèi)流體的測(cè)量示數(shù)通常采用水為參照流體,在標(biāo)定狀態(tài)下進(jìn)行標(biāo)定。實(shí)際測(cè)量非水液體流量時(shí) ,只需修正被測(cè)液體和標(biāo)定液體(水)之間密度差異而造成的影響,即可按( 8 )式進(jìn)行修正換算。此時(shí)，ρ 0為標(biāo)定流體的密度，ρ為被測(cè)流體的密度。

       2.2.2氣體流量的測(cè)量值修正

       流量計(jì)對(duì)氣態(tài)類(lèi)流體的測(cè)量示數(shù)采用空氣為參照物,在標(biāo)定狀態(tài)下進(jìn)行標(biāo)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(cè)氣體與標(biāo)定氣體之間的密度不同進(jìn)行換算,而且要隨工作狀態(tài)時(shí)溫度和壓力與標(biāo)定狀態(tài)的不同進(jìn)行修正換算。為簡(jiǎn)化5氣體流量值的修正,般可以忽略黏度對(duì)流量系數(shù)的影響,而且,對(duì)于氣體來(lái)說(shuō),由于ρt>>ρ0，ρt>>ρ,則由(8)式可得:流量計(jì)對(duì)液態(tài)類(lèi)流體的測(cè)量示數(shù)通常采用水為參照流體,在標(biāo)定狀態(tài)下進(jìn)行標(biāo)定。實(shí)際測(cè)量非水液體流量時(shí) ,只需修正被測(cè)液體和標(biāo)定液體(水)之間密度差異而造成的影響,即可按( 8 )式進(jìn)行修正換算。此時(shí)，ρ 0為標(biāo)定流體的密度，ρ為被測(cè)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(jì)由式(4)可以看出,流量系數(shù)也是影響測(cè)定結(jié)果的個(gè)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(cè)量范圍選擇合適形狀而設(shè)計(jì)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(cè)量值準(zhǔn)確程度的關(guān)系。般情況而言,測(cè)量同種流體時(shí),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(jì)的流量系數(shù)就越小,其測(cè)量精度就越高。可根據(jù)這特點(diǎn) ,選擇更為適合自身需求的轉(zhuǎn)子流量計(jì)。

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