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  1 概述

    轉子流量計（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 道理及構造

    1.1.1 沖量定理及使用

    設一物體的質量為m，效果其上的力為F，實踐上流體的速度v，物體轉變旅程為L。那么依據(jù)沖量定理可推出

    1.1.2 測量道理及構造

    假如將阻撓體置于豎立且具有錐度（上大下?。┑墓艿乐?，就構成轉子式的流量計，它的任務道理如圖1所示。

    當流量添加時，轉子承受流體自下而上的沖力將添加，因此被沖向上方，一抵達上面，因為流暢截面添加，流速減小，沖力也隨之減小。當沖力和差壓對轉子截面組成的效果力以及粘滯摩擦力等的合力與轉子自身在流體中分量相等時，轉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

    設轉子的顯示分量為Wf（N），流體對轉子的效果力為F（N），錐形管與轉子間環(huán)形截面為Sa（m2），轉子處大截面積為Sf（m2），轉子體積Vf（m3），轉子密度為ρf（Kg/m3），轉子長度為L（m），流體介質的密度為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——為質量流量；qv——為體積流量；ψ——為流量系數(shù)。ψ與轉子外形和雷諾數(shù)有關，Sa與轉子高度有關。錐管形轉子流量計轉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 分歧測量介質的換算辦法

    在實踐運用轉子流量計進程中，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，以包管準確度。

    1.3.1 液體流量測量的刻度換算

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

       
     式中：Q1——標準時水的體積流量；Q2——運用時被測液體的體積流量；ρf——轉子的材質密度；ρ1——標準時的水密度；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。當儀表用來測量某一任務形態(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——被測氣體在任務形態(tài)下的壓力和熱力學溫度；

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

    當被測氣體的濕度較大時，應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 金屬管轉子流量計

    金屬管轉子流量計與玻璃轉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?shù)牟馁|以合適各類侵蝕性介質的流量。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。也可配裝分歧的轉換器，將流量值轉換成規(guī)范的電遠傳旌旗燈號，然后完成遠間隔顯示、記載、積算和節(jié)制功用。金屬管轉子流量計在指示器的設計上可認為各類使用場所供應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設計樣原本確定轉子流量計的型號。本文以科達KF10系列轉子流量計為例，引見若何依據(jù)核算公式來確定轉子流量計的型號。

    已知測量介質為液體，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材質的浮子，其密度為780kg/m3。水在任務形態(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的轉子流量計規(guī)格表，可以得知選擇口徑DN100，浮子號K10.2，材質1Cr18Ni9Ti。