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靶式流量計的概述及工作原理

點擊次數:1095 發布時間:2021-03-12 02:42:18

1、靶式流量計的概述

20世紀60年代以來隨著工業生產的發展,迫切需要一種能夠測量高粘度低雷諾數流體流量的流量計,靶式流量計的出現和發展部分地解決了這一問題。靶式流量計具有結構簡單、安裝維護方便、不易堵塞等特點,主要用來測量管道中的低雷諾數、高粘度流體以及含適量固體顆粒的漿液的流量。除此以外,靶式流量計也可以測量一般液體(液體流量計)、氣體和蒸汽的流量。

2、靶式流量計的工作原理

靶式流量計的工作原理如圖13-1所示。
靶式流量計工作原理示意圖
靶式流量計的測量元件是一個放在管道中心的圓形靶,流體流動時沖擊到靶上,會使靶面受力,并產生相應地微小位移,這個力就反映了流體流量的大小。
流體的流動對靶的作用力主要由以下兩部分分力組成:
1)流體對靶的沖擊力以及因流束在靶后的分離產生壓差而形成的作用力。
2)流體在流經圓形靶和管道內壁之間的環形截面時,對靶周產生的粘滯摩擦力。
上述兩種作用力中,第一項力一般比第二項力大很多,所以下面在分析靶所受作用力與被測流體流量之間的關系時,只考慮第一項力。
理論分析和實驗研究表明,流體對靶的作用力與流速u的平方,流體密度ρ及靶的受力面積A成正比,可以表示為如下形式
靶式流量計工作原理公式
式中,F是流體對靶面的作用力;ζ是阻力系數,當雷諾數達到
一定值時,將趨于常數;A是靶的迎流面積;u是靶和管壁間環形截面處流體的平均流速;ρ是流體密度。
由上式可以求得環形截面處流體的平均流速為
靶式流量計工作原理公式
式中.D是管道內徑;a是流量系數;β是靶徑比,β=d/D; K是隨計算單位而變的常系數,在國際標準單位制中,在實際的使用中,我們更習慣于將D和d的單位用mm,流量的單位用m3/h或kg/h,那么K二4.5119。所以經過靶式流量計的流體的體積流量和質量流量公式又可以分別寫成:
靶式流量計工作原理公式
由上式可以看出,對于一個具體的靶式流量計,β為一定值。如果密度ρ和流量系數a也為常數,流量與流體對靶的作用力F的平方根成正比。測量靶所受到的力F的大小,就可以測定被測流體的流量。

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