浮子流量計(jì)的特性和特點(diǎn)

1、浮子流量計(jì)的特性

從浮子流量計(jì)的流量公式(5-3)可以看出，對(duì)于一定的浮子流量計(jì)，一定的被側(cè)介質(zhì)，有

qv=aKh     (5-16)

式中。K是常數(shù);a是浮子流量計(jì)的流量系數(shù)。

從式(5-16)可以看出，當(dāng)被測(cè)介質(zhì)確定后，流體密度ρ為常數(shù)，體積流量qv是流量系數(shù)a和浮子高度h的函數(shù)。所以，討論浮子流量計(jì)的特性，主要是討論流量系數(shù)a的特性。為了獲得qv與h之間的線性關(guān)系，人們總希望流量系數(shù)a為一常數(shù)。

大量的實(shí)驗(yàn)表明，浮子流量計(jì)的流量系數(shù)a與浮子的幾何形狀和流動(dòng)雷諾數(shù)Re有關(guān)。對(duì)于一定的浮子形狀，當(dāng)雷諾數(shù)大于某一界限雷諾數(shù)Rek后，流量系數(shù)a將趨于一常數(shù)。所以，對(duì)于一定形狀的浮子和一定的流體，若實(shí)際雷諾數(shù)在界限雷諾數(shù)以上，就能使得體積流量qv和浮子高度h之間基本成線性關(guān)系，上述各種浮子流量計(jì)的刻度換算公式可以使用。當(dāng)實(shí)際雷諾數(shù)比界限雷諾數(shù)小時(shí)，流量系數(shù)a將隨雷諾數(shù)變化，使用時(shí)不能忽略由于a變化帶來(lái)的影響。圖5-8為幾種典型浮子的流量系數(shù)曲線。

從圖中可以看出，A型浮子的界限雷諾數(shù)較大，Rek約為6000左右，這種浮子的流量系數(shù)較大，約為0.96，但不夠穩(wěn)定，易受粘度影響，多用于口徑、流量較小的玻璃浮子流量計(jì)中，由于這種小口徑浮子流量計(jì)的雷諾數(shù)常處于a的變化范圍，使用時(shí)應(yīng)考慮粘度的影響;B型浮子的界限雷諾數(shù)約為300左右，即在較小的雷諾數(shù)下，a已趨于常數(shù)，工作比較穩(wěn)定，但流量系數(shù)較小，約為0.76左右;C型浮子的界限雷諾數(shù)更低，工作更穩(wěn)定，在Rek>40以后，流量系數(shù)a已基本趨于常數(shù)，但其流量系數(shù)更小，約只有0.61左右。B和C兩種浮子一般用于金屬管浮子流量計(jì)中。

如果浮子流量計(jì)工作在流量系數(shù)隨雷諾數(shù)變化的范圍內(nèi)，當(dāng)被側(cè)介質(zhì)的粘度η發(fā)生變化時(shí)，和密度ρ的變化一樣，也將對(duì)流量計(jì)的示值產(chǎn)生影響，導(dǎo)致測(cè)量誤差。即使使用介質(zhì)不變，使用溫度有較大變化時(shí)，也將對(duì)示值產(chǎn)生相當(dāng)?shù)挠绊?。如使用的環(huán)境溫度從5℃升高到40℃，水的運(yùn)動(dòng)粘度將從1.52 x 10-6m2/s下降到0.66x10-6m2/s，變化幅度己相當(dāng)之大。對(duì)口徑在15～40mm的玻璃浮子流量計(jì)，溫度的影響量(主要是粘度變化的影響)在(0.1%～0.25%)/℃范圍內(nèi)，小口徑玻璃浮子流量計(jì)有的高達(dá)l%℃左右，所以，使用中應(yīng)對(duì)粘度η進(jìn)行必要的修正。國(guó)內(nèi)外的流量工作者在這方面也做了一些有益的研究工作，部分廠家對(duì)其產(chǎn)品提供有使用粘度的上限值或粘度修正曲線。但目前對(duì)浮子流量計(jì)粘度修正的研究離實(shí)用的要求還有比較大的距離，因?yàn)閺睦碚撋希绕涫菑牧黧w力學(xué)，深人全面地分析粘度修正還比較困難。

2、浮子流量計(jì)的特點(diǎn)

1)適用于小管徑和低流速   常用浮子流量計(jì)口徑在40～50mm以下，*小口徑能做到1.5～4mm,適用于測(cè)量低流速小流量。以液體為例，口徑在10mm以下的玻璃浮子流量計(jì)，滿度流量的流速只在0.2～0.6m/s之間，甚至低于O.lm/s;金屬管浮子流量計(jì)和口徑大于15mm的玻璃浮子流量計(jì)的流速稍大，在0.5～1.5m/s之間。

2)可用于低雷諾數(shù)   如果選用粘度不敏感形狀的浮子，只要雷諾數(shù)大于40或300,浮子流量計(jì)的流量系數(shù)將不隨雷諾數(shù)而變化，流體粘度的變化也不影響流量系數(shù)。這比其他類型流量計(jì)的使用*小雷諾數(shù)要低得多。

3)玻璃浮子流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，只需就地指示的場(chǎng)合使用方便。缺點(diǎn)是玻璃強(qiáng)度低，易碎。

4)壓力損失較低，剝離浮子流量計(jì)的壓力損失一般為2～3kPa，較高者1OkPa左右;金屬管浮子流量什一般為4～9kPa，較高者為20kPa左右。

5)對(duì)上游直管段的要求較低。

6)有較寬的流量范圍度，一般為10:1，采用特殊結(jié)構(gòu)的浮子流量計(jì)流量范圍度可以擴(kuò)展得很大，如已有的雙函道浮子流量計(jì)產(chǎn)品，分別向下限和上限擴(kuò)展量程，使流量范圍度達(dá)到750:1。

7)浮子流量計(jì)的應(yīng)用目前還局限于中小管徑，普通全流型的*大口徑玻璃浮子流量計(jì)為100mm，金屬管浮子流量計(jì)為150mm。與適用于低流速的優(yōu)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，如果管道內(nèi)流速較高，一般要選用比管徑大一檔規(guī)格口徑的儀表。用異徑管連接，這樣就增加了管道布置安裝的復(fù)雜性。

8)如果使用介質(zhì)和廠家標(biāo)定介質(zhì)不同，要作流量示值修正，給使用帶來(lái)不便。一般，液體浮子流量計(jì)，廠家用20℃、101325Pa的水標(biāo)定;氣體浮子流量計(jì)用20℃、101325Pa的空氣標(biāo)定。如實(shí)際使用流體的密度、粘度與之不同，流量就要偏離原分度值.就要對(duì)它作刻度換算修正，使用時(shí)應(yīng)加以充分注意。