18.1. Общая характеристика

Силовыми называются расходомеры, в которых с по­мощью силового воздействия, зависящего от массового расхода, потоку сообщается ускорение того или другого рода, и измеря­ется какой-либо параметр, характеризующий степень этого воз­действия или его эффекта.

Ускорение потока возникает в процессе изменения его перво­начального движения. В зависимости от характера этого изме­нения и сообщаемого при этом ускорения силовые расходомеры разделяются на: 1) кориолисовые; 2) гироскопические; 3) турбо-силовые.

Силовое воздействие может быть внешним и внутренним. Внешнее воздействие сообщается обычно от электродвигателя, который вращает (или колеблет) один из элементов преобразова­теля расхода, например прямолопастную крыльчатку, закручи-

вающую проходящий через нее поток. Внутреннее воздействие осуществляется за счет снижения потенциальной энергии потока, например, при его закручивании неподвижными винтовыми лопатками. /

Дополнительное ускорение, сообщаемое потоку в силовых расходомерах, пропорционально массовому расходу. Соответствен­но пропорционален массовому расходу и измеряемый параметр, характеризующий степень силового воздействия, например мощ­ность, затрачиваемая на закручивание потока, угол вакрутки противодействующей пружины и т. п. Поэтому силовые [расходо­меры, как типичные представители приборов, измеряющих мас­совый расход, нередко назывались ранее массовыми расходомерами.

Измерение массового расхода — основное и весьма существен­ное их достоинство. Кроме того, они пригодны для измерения среднего значения пульсирующих расходов, а их показания срав­нительно мало зависят от профиля скорости, благодаря чему не требуется значительных прямых участков после большинства местных сопротивлений, за исключением двойного колена, соз­дающего винтовое движение потока. Недостаток силовых расходо­меров — сложность конструкции их преобразователей расхода и большое число вращающихся элементов внутри трубопровода.

Первые сведения о силовых расходомерах были опубликованы за рубежом в 1953—1954 гг. [13, 14]. Затем было разработано много различных конструкций этих приборов, различающихся видом ускорения, сообщаемого потоку, источником силового воз­действия, родом измеряемого параметра и т. п. Особенно большой вклад в разработку турбосиловых и кориолисовых расходомеров сделан у нас сотрудниками Института автоматики и телемеханики (ИАТ) [4—6]. У турбосиловых расходомеров один из элементов (ротор, крыльчатка) должен непрерывно вращаться. У кориоли­совых же и гироскопических в некоторых случаях ограничива­ются лишь непрерывными колебаниями подвижного элемента вокруг оси. Подобные расходомеры получили название вибра­ционных.

Приведенная погрешность силовых расходомеров ±0,5— 3,0 % . Большинство из них предназначено для измерения расхода жидких видов топлива, имеются конструкции и для измерения расхода газа. На практике применяются редко. Особую группу силовых расходомеров образуют перепадно-силовые расходомеры, в которых в результате внешнего силового воздействия создается разность давлений в отдельных местах потока, пропорциональная массовому расходу [1, 11, 16].