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轉(zhuǎn)子流量計的流量與密度的關(guān)系

點擊次數(shù):9186 發(fā)布時間:2020-08-19 06:51:03
流量計的基本原理是依據(jù)浮子兩側(cè)的壓差形成向上的推力
轉(zhuǎn)子流量計的基本原理公式
式中
p1和p2---上、下游流體的壓力;
K---壓力損耗系數(shù);
ρ---流體的密度;
v---流體通過環(huán)形通大道的流速。
若以體積流量qv替代流速v,即
v=qv/Aring
式中
Aring--浮子周圍的環(huán)形面積。
由次則可得出
轉(zhuǎn)子流量計的基本原理公式
在式(2.4)中假設(shè)在入口處動力源的影響忽略不計,且浮子兩側(cè)的差壓是由浮子下游動力源的損耗所造成的,那么,浮子的浮子為
W=VR(ρs-ρ)g
式中
Vs---浮子的體積;
ρs---浮子材料的比重;
g---重力加速度。
由于浮力W=As(p1-p2),式(2.5)可寫成
轉(zhuǎn)子流量計的基本原理公式
式中  As---浮子的*大截面積。
式(2.6)經(jīng)整理得到
轉(zhuǎn)子流量計的基本原理公式
Coleman(1956年)曾對3種不同形狀的浮子給出了C值,如圖2.2所示,并提出,在*大流量時,C值的取值范圍為從0.6(低雷諾系數(shù)敏感的浮子)到接近于1。
圖2.2顯示,在小流量時C值有所下降,這也反映了這樣一個事實,即隨著雷諾系數(shù)的下降,使通過一個開口的損耗系數(shù)增加(Millerl990)。在Coleman的圖中可以看出各種不同的浮子形狀對枯度的影響,圖2.2的實質(zhì)是雷諾系數(shù)對錐形浮子的C值影響*Schoenborn和Colburn(1939年)給出了C與Re/C的關(guān)系曲線圖,
浮子形狀與系數(shù)C的關(guān)系圖
浮子形狀與系數(shù)C的關(guān)系圖
其中Re是以Deq為基準的雷諾系數(shù)。Deq稱為等效直徑,其定義為D與d的差值,如圖2.3所示。當時,他們設(shè)計了一臺人型高壓裝置,用一根鋼管加上一支伸出的小棒作為指針,在一個帶有刻度的玻璃窗口中運動。圖2.3的曲線是在這臺設(shè)備上得出的一條*佳曲線。由于考慮到浮子兩側(cè)壓差產(chǎn)生的上升力作用,他們在實驗中施加了一個能平衡液體中浮子重量的作用力。他們還注意到,在大型儀器中此曲線對流體自身的影響比小型儀器要小。
典型轉(zhuǎn)子流量計C與Re/C的關(guān)系圖
雖然對轉(zhuǎn)子流量計的定量很困難,但在同樣讀數(shù)基礎(chǔ)上能夠把一種流體的流量值換算成另一種流體的流量值。Schoenborn和Colburn(1939年)給出了與ISA(1961b)很近似的計算公式
轉(zhuǎn)子流量計基本原理公式
其區(qū)別在于1SA(1951b)所給的公式中省略了C2/C1,這里可認為其比值為1。Coleman(1956年)利用此公式時也把C2/C1看做1,即認為粘度的變化可忽略不計。他指出這樣一個事實,假如式(2.7)的體積流量改寫成質(zhì)量流量,即
轉(zhuǎn)子流量計基本原理公式
對流體密度的變化求導
轉(zhuǎn)子流量計基本原理公式
即可得出一個結(jié)論:對一個比重2倍于介質(zhì)的浮子,質(zhì)量流量變化為0。也就是說,它對密度變化的敏感*小(參見Head 1964年)。根據(jù)對比重為0.72的航空汽油標定的結(jié)果,圖2.4表示了當流體密度變化時和在各種不同浮子情況下的密度修正系數(shù)。Head(1964年)認為,設(shè)計一種氣流向下的裝置,設(shè)浮子的比重為0,對它的體積流量方程進行微分運算,可以獲得某些可能的進展。Head還提出,浮子的自動補償可允許溫度其他參數(shù)的變化。
比重補償浮子的比較曲線圖

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