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金屬浮子(zi)(zi)流量計的流量檢測(ce)元件是(shi)由一根(gen)自下向上擴大的垂直錐形(xing)管(guan)和一個沿(yan)著錐管(guan)軸上下移動的浮子(zi)(zi)組所(suo)組成。工(gong)作原理如圖1所(suo)示:
被測流(liu)(liu)體(ti)從下(xia)(xia)向(xiang)上經(jing)過錐管1和浮(fu)(fu)子(zi)2形成的環隙3時(shi),浮(fu)(fu)子(zi)上下(xia)(xia)端產生(sheng)差壓(ya)形成浮(fu)(fu)子(zi)上升(sheng)的力,當浮(fu)(fu)子(zi)所受(shou)上升(sheng)力大于(yu)(yu)浸在(zai)流(liu)(liu)體(ti)中(zhong)浮(fu)(fu)子(zi)重量(liang)時(shi),浮(fu)(fu)子(zi)便上升(sheng),環隙面積隨之增大,環隙處流(liu)(liu)體(ti)流(liu)(liu)速立即(ji)下(xia)(xia)降,浮(fu)(fu)子(zi)上下(xia)(xia)端差壓(ya)降低,作用于(yu)(yu)浮(fu)(fu)子(zi)的上升(sheng)力亦隨著減少,直到上升(sheng)力等(deng)于(yu)(yu)浸在(zai)流(liu)(liu)體(ti)中(zhong)浮(fu)(fu)子(zi)重量(liang)時(shi),浮(fu)(fu)子(zi)便穩(wen)定在(zai)某一高(gao)度(du)。浮(fu)(fu)子(zi)在(zai)錐管中(zhong)高(gao)度(du)和通(tong)過的流(liu)(liu)量(liang)有對應(ying)關系(xi)。
體積(ji)流(liu)量Q的基本方程式如(ru)下:
(1)當浮子為非實芯中(zhong)空結構(放負重(zhong)調整量(liang)(liang))時,則 (2)式(shi)中(zhong) α——儀(yi)表的流量(liang)(liang)系(xi)(xi)數,因浮子形(xing)狀而異; ε——被測流體為氣體時氣體膨脹系(xi)(xi)數,通常由于此系(xi)(xi)數校正量(liang)(liang)很小而被忽略,且(qie)通過校驗已將(jiang)它包括在流量(liang)(liang)系(xi)(xi)數內,如(ru)為液體則 ε=1;
△F——流通環形面積(ji),m2;
g——當地重力加速度,m/s2;
Vf——浮子體(ti)積,如有延伸體(ti)亦應包括,m3;
ρf——浮子材料密度,kg/m3;
ρ——被測流體(ti)密(mi)度,如為(wei)氣體(ti)是在浮子(zi)上游(you)橫截面上的(de)密(mi)度,kg/m3;
Ff——浮(fu)子工(gong)作(zuo)直徑(jing)(大直徑(jing))處的橫截面積(ji),m2;
Gf——浮子質量,kg。
流(liu)通環形(xing)面積與浮子高(gao)度之間的關系如式(3)所示:
當結構設計已定,則(ze)d、 β為(wei)常量。式中有h的二(er)次(ci)項,一般不能忽略此(ci)非線性(xing)關系(xi),只有在圓錐角很小時,才可視(shi)為(wei)近似(si)線性(xing)。
m2 (3)式中 d——浮子大直(zhi)徑(jing)(即(ji)工作直(zhi)徑(jing)),m;
h——浮子從錐管內徑等于浮子大直徑處上(shang)升高(gao)度,m;
β——錐(zhui)(zhui)管的圓錐(zhui)(zhui)角; a、b——常數。
口(kou)(kou)徑15-40mm透(tou)明錐(zhui)形(xing)管浮子(zi)流量(liang)計(ji)典型結構如圖(tu)2所示。透(tou)明錐(zhui)形(xing)管4用(yong)得(de)普(pu)遍(bian)是由硼(peng)硅玻璃制成,習慣(guan)簡(jian)稱(cheng)玻璃管浮子(zi)流量(liang)計(ji)。流量(liang)分度(du)直接刻(ke)在錐(zhui)管4外(wai)壁上,也有在錐(zhui)管旁另裝(zhuang)分度(du)標(biao)尺。錐(zhui)管內腔(qiang)有圓(yuan)錐(zhui)體平滑(hua)面和帶導(dao)向棱筋(或(huo)平面)兩(liang)種。浮子(zi)在錐(zhui)管內自(zi)由移(yi)動,或(huo)在錐(zhui)管棱筋導(dao)向下移(yi)動,較大口(kou)(kou)平滑(hua)面內壁儀表(biao)還有采用(yong)導(dao)桿導(dao)向。