浮子流量計的特性和特點(diǎn)

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，一定的被側介質(zhì)，有

qv=aKh     (5-16)

式中。K是常數;a是浮子流量計的流量系數。

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，體積流量qv是流量系數a和浮子高度h的函數。所以，討論浮子流量計的特性，主要是討論流量系數a的特性。為了獲得qv與h之間的線(xiàn)性關(guān)系，人們總希望流量系數a為一常數。

大量的實(shí)驗表明，浮子流量計的流量系數a與浮子的幾何形狀和流動(dòng)雷諾數Re有關(guān)。對于一定的浮子形狀，當雷諾數大于某一界限雷諾數Rek后，流量系數a將趨于一常數。所以，對于一定形狀的浮子和一定的流體，若實(shí)際雷諾數在界限雷諾數以上，就能使得體積流量qv和浮子高度h之間基本成線(xiàn)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(shí)際雷諾數比界限雷諾數小時(shí)，流量系數a將隨雷諾數變化，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曲線(xiàn)。

從圖中可以看出，A型浮子的界限雷諾數較大，Rek約為6000左右，這種浮子的流量系數較大，約為0.96，但不夠穩定，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常處于a的變化范圍，使用時(shí)應考慮粘度的影響;B型浮子的界限雷諾數約為300左右，即在較小的雷諾數下，a已趨于常數，工作比較穩定，但流量系數較小，約為0.76左右;C型浮子的界限雷諾數更低，工作更穩定，在Rek>40以后，流量系數a已基本趨于常數，但其流量系數更小，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隨雷諾數變化的范圍內，當被側介質(zhì)的粘度η發(fā)生變化時(shí)，和密度ρ的變化一樣，也將對流量計的示值產(chǎn)生影響，導致測量誤差。即使使用介質(zhì)不變，使用溫度有較大變化時(shí)，也將對示值產(chǎn)生相當的影響。如使用的環(huán)境溫度從5℃升高到40℃，水的運動(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，小口徑玻璃浮子流量計有的高達l%℃左右，所以，使用中應對粘度η進(jìn)行必要的修正。國內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(chǎng)家對其產(chǎn)品提供有使用粘度的上限值或粘度修正曲線(xiàn)。但目前對浮子流量計粘度修正的研究離實(shí)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(diǎn)

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，最小口徑能做到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(mǎn)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   如果選用粘度不敏感形狀的浮子，只要雷諾數大于40或300,浮子流量計的流量系數將不隨雷諾數而變化，流體粘度的變化也不影響流量系數。這比其他類(lèi)型流量計的使用最小雷諾數要低得多。

3)玻璃浮子流量計結構簡(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，采用特殊結構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)浮子流量計的應用目前還局限于中小管徑，普通全流型的最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(diǎn)相對應，如果管道內流速較高，一般要選用比管徑大一檔規格口徑的儀表。用異徑管連接，這樣就增加了管道布置安裝的復雜性。

8)如果使用介質(zhì)和廠(chǎng)家標定介質(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，廠(chǎng)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(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.就要對它作刻度換算修正，使用時(shí)應加以充分注意。