浮子流量計(jì)的特性
從浮子流量計(jì)的流量公式可以看出,對(duì)于一定的浮子流量計(jì),一定的被測(cè)介質(zhì),有:
qv=αKh (5-21)
式中:
K--常數(shù);
α--浮子流量計(jì)的流量系數(shù)。
從上式可以看出,當(dāng)被測(cè)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)α和浮子流量計(jì)高度h的函數(shù)。所以,討論浮子流量計(jì)的特性,主要是討論流量系數(shù)α的特性。為了獲得qv和h之間的線性關(guān)系,人們總希望流量系數(shù)α為一常數(shù)。
大量的實(shí)驗(yàn)表明,浮子流量計(jì)的流量系數(shù)α與浮子的幾何形狀和流動(dòng)雷諾數(shù)Re有關(guān)。對(duì)于一定的浮子形狀,當(dāng)雷諾數(shù)大于某一界限雷諾數(shù)后,流量系數(shù)α將趨于一常數(shù)。所以,對(duì)于一定形狀的浮子和一定的流體,若實(shí)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(jì)的刻度換算公式可以使用。當(dāng)實(shí)際雷諾數(shù)比界限雷諾數(shù)小是,流量系數(shù)α將隨雷諾數(shù)變化,使用時(shí)不能忽略由于α變化帶來(lái)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,易受黏度影響,多用于口徑、流量較小的玻璃浮子流量計(jì)中,由于這種小口徑浮子流量計(jì)的雷諾數(shù)常處于α的變化范圍,使用時(shí)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,也即在較小的雷諾數(shù)下,α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)α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兩種浮子一般那用于金屬管浮子流量計(jì)中。
如果浮子流量計(jì)工作在流量流量系數(shù)隨雷諾數(shù)變化的范圍內(nèi),當(dāng)被測(cè)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(duì)流量計(jì)的示值產(chǎn)生影響,導(dǎo)致測(cè)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(duì)示值產(chǎn)生相當(dāng)大的影響。如水在使用環(huán)境內(nèi)溫度從5℃升高到40℃,運(yùn)動(dòng)粘度將從1.52*10-6m2/s,下降到0.66*10-6m2/s,變化幅度已相當(dāng)之大。對(duì)口徑在15~40mm的玻璃浮子流量計(jì),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(jì)有的高達(dá)1%左右,所以,使用中應(yīng)對(duì)粘度η進(jìn)行必要的修正。國(guó)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(duì)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(duì)浮子流量計(jì)粘度修正的研究離實(shí)用的要求還有比較大的距離,因?yàn)閺睦碚撋?,尤其是從流通力學(xué),深入、全面得分析粘度修正還比較困難。