流量計性能測定實驗裝置的設(shè)計方案
常用的流量計大都按標準規(guī)范制造,出廠前廠家需通過實驗為用戶提供流量曲線:或給出規(guī)定的流量計算公式用的流量系數(shù),或?qū)⒘髁孔x數(shù)直接刻在顯示儀表上。如果用戶遺失出廠的流量曲線;或被測流體的密度與工廠標定所用流體不同;或流量計經(jīng)長期使用而磨損;或使用自制的非標準流量計時,都必須對流量計進行標定。
孔板流量計和文丘里流量計都是壓差類流量計,孔板流量計在縮脈處速度大,流體的壓力降至低,結(jié)構(gòu)簡單,但阻力損失大。文丘里流量計是在孔板流量計的基礎(chǔ)上,用一段漸縮漸擴的短管代替孔板,結(jié)構(gòu)簡單,阻力損失小。在同一管路,同樣的流量,由于孔板流量計壓損較大,其前后的差壓較大。孔板流量計和文丘里流量計本質(zhì)上是通過測定文丘里效應(yīng)造成的的壓強差來反推流速和流量的裝置,壓強差是通過重力產(chǎn)生的液體壓強平衡的。那么終需要測定的是兩側(cè)液面的高差。如果流量計不水平,且不知道液管傾角,測量高差會相當困難,不具備工程可操作性,所以必須水平。
轉(zhuǎn)子流量計是定壓降式流量計。所謂定壓強,就是不管流量多大,流體流過流量計的壓降都是不變的。就是由一段向上逐漸擴大的圓錐形管子和管子中的轉(zhuǎn)子組成。當流體流過錐形管和轉(zhuǎn)子之間的環(huán)形縫隙時,由于節(jié)流作用在轉(zhuǎn)子上下所產(chǎn)生的壓力差,使轉(zhuǎn)子上移,直到這個壓力差作用在轉(zhuǎn)子上的向上的力,與轉(zhuǎn)子在流體內(nèi)的重量相平衡為止。流量增大,這個壓力差增大,當大于轉(zhuǎn)子的重量時,轉(zhuǎn)子上升,環(huán)形縫隙增大,節(jié)流作用減少,壓差減少,直到壓差又等于轉(zhuǎn)子在流體內(nèi)的重量時,轉(zhuǎn)子停止上移。同理,流量降低,轉(zhuǎn)子下降,因此,可以通過浮子平衡位置的高低,來測知流量的大小。對于傳送轉(zhuǎn)子流量計,則要把轉(zhuǎn)子的位移量轉(zhuǎn)換成氣壓或電流信號送二次表進行顯示。它的特點是有效測量范圍,即大流量與小流量之比(亦即量程比)大,為10:1,壓力損失小,反應(yīng)快,適于潔凈的流體小流量的測定。轉(zhuǎn)子流量計安裝時流體應(yīng)由下向上,并垂直安裝。
在設(shè)計流量計性能測定實驗裝置時,需要選用一個標準流量計,為保證流量范圍與流量精度,渦輪流量計安裝和操作簡單、方便使用、能源消耗相對其他儀器更低,渦輪流量計其工作原理是根據(jù)置于流體中的葉輪的旋轉(zhuǎn)角速度與流體流速成正比,通過測量葉輪的旋轉(zhuǎn)角速度得到被測流體的流速,從而得到管道內(nèi)的流量值。它充分利用了液體的流動性,帶動其內(nèi)機械旋轉(zhuǎn),再利用其內(nèi)部周密的設(shè)計,借助物理學知識使其旋轉(zhuǎn)從而帶動儀器運行。所以,渦輪流量計一種非常理想的作為參照的流量計。