浮子流量計的特性和特點

1、浮子流量計的特性

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

qv=aKh     (5-16)

式中。K是常數(shù);a是浮子流量計的流量系數(shù)。

從式(5-16)可以看出，當被測介質(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)。

大量的實驗表明，浮子流量計的流量系數(shù)a與浮子的幾何形狀和流動雷諾數(shù)Re有關(guān)。對于一定的浮子形狀，當雷諾數(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，對于一定形狀的浮子和一定的流體，若實際雷諾數(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的刻度換算公式可以使用。當實際雷諾數(shù)比界限雷諾數(shù)小時，流量系數(shù)a將隨雷諾數(shù)變化，使用時不能忽略由于a變化帶來的影響。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中，由于這種小口徑浮子流量計的雷諾數(shù)常處于a的變化范圍，使用時應(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中。

如果浮子流量計工作在流量系數(shù)隨雷諾數(shù)變化的范圍內(nèi)，當被側(cè)介質(zhì)的粘度η發(fā)生變化時，和密度ρ的變化一樣，也將對流量計的示值產(chǎn)生影響，導(dǎo)致測量誤差。即使使用介質(zhì)不變，使用溫度有較大變化時，也將對示值產(chǎn)生相當?shù)挠绊憽Ｈ缡褂玫沫h(huán)境溫度從5℃升高到40℃，水的運動粘度將從1.52 x 10-6m2/s下降到0.66x10-6m2/s，變化幅度己相當之大。對口徑在15～40mm的玻璃浮子流量計，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有的高達l%℃左右，所以，使用中應(yīng)對粘度η進行必要的修正。國內(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。但目前對浮子流量計粘度修正的研究離實用的要求還有比較大的距離，因為從理論上，尤其是從流體力學(xué)，深人全面地分析粘度修正還比較困難。

2、浮子流量計的特點

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

3)玻璃浮子流量計結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，只需就地指示的場合使用方便。缺點是玻璃強度低，易碎。

4)壓力損失較低，剝離浮子流量計的壓力損失一般為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)的浮子流量計流量范圍度可以擴展得很大，如已有的雙函道浮子流量計產(chǎn)品，分別向下限和上限擴展量程，使流量范圍度達到750:1。

7)浮子流量計的應(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為100mm，金屬管浮子流量計為150mm。與適用于低流速的優(yōu)點相對應(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)和廠家標定介質(zhì)不同，要作流量示值修正，給使用帶來不便。一般，液體浮子流量計，廠家用20℃、101325Pa的水標定;氣體浮子流量計用20℃、101325Pa的空氣標定。如實際使用流體的密度、粘度與之不同，流量就要偏離原分度值.就要對它作刻度換算修正，使用時應(yīng)加以充分注意。