19. Расходомеры постоянного перепада давления. Ротаметры. Расходомеры переменного уровня.

Расходомеры постоянного перепада давления, основаны на измерении вертикального перемещения чувствительного элемента, зависящего от расхода среды и приводящего одновременно к изменению площади проходного отверстия расходомера, таким образом, что разность давлений на чувствительный элемент (ЧЭ) остаётся практически постоянной. Противодействующей силой в расходомерах этого вида является сила тяжести ЧЭ, выполненного в виде поплавка или поршня. К ним относятся гидродинамические, поршневые, поплавковые, ротаметрические расходомеры. Наиболее распространенными приборами группы расходомеров постоянного перепада давления являются ротаметры, они представляют собой стеклянную коническую трубку, которая устанавливается вертикально и расширена к верху. На боковой поверхности наносится

Р1_ шкала от 0 до 100, внутри трубки может свободно

перемещаться поплавок. Угол угол наклона

Р2^---------- стенок трубки, очень маленький. Диаметр

ротаметров 5 – 50 мм, длина 10 – 50 см.

Преимущества: простата конструкции, дешевизна, наглядность показаний, возможность измерения жидкости и газа, возможность измерять расход агрессивных сред, возможность измерений малых расходов меньше 1л/час.

Недостатки: зависимость показаний от плотности, вязкости, наличие дисперсных фаз, невозможность измерения расхода непрозрачных сред, нелинейная статическая хар-ка, необходимость индивидуальной градуировки, необходимость только вертикальной установки, невозможность измерить расход при больших давлениях.

В равновесии на поплавок действуют силы: сила тяжести P=mg=[т.к. поплавок плавает в чем-то ]=V_п( )g,

Где V_п, - объём и плотность поплавка.

Со стороны потока действует сила лобового сопротивления , где с – коэф. лобового сопротивления.

На поплавок действует сила обусловленная разностью давлений на носовую (Р1) и кармовую (Р2) части поплавка: F=(P₁-P₂).

Ротаметр можно рассматривать как специфический случай расходомера с сужающим устройством.

Статическую хар-ку расходомера постоянного перепада можно представить в виде:

площадь кольцевого зазора между поплавком и стенкой. Т.к в момент равновесия поплавка P=F, то силой S пренебрегаем, можем записать

.к зависимость от высоты (положения поплавка ) нелинейна, то и хар-ка ротаметра нелинейная. зависит от плотности , вязкости, расхода, поэтому при выпуске ротаметры калибруют по газу и воде.

, это невозможность передачи информации на расстояние, свободные от этого недостатка являются поплавковые расходомеры.

менного уровня. Принцип действия основан на зависимости уровня емкости от расхода. Различают расходомер с полностью заполненным отверстием

и частично заполненным отверсти

, Р - давление с разных сторон диафрагмы, Р= gh,

Статическая характеристика не содержит плотности и не зависит от температуры. При измерении расхода в открытом канале используют расходомер с частично заполненным отверстием. Форма профиля позволяет получить статическую хар-ку близкую к линейной.