Расходомеры обтекания.

Принцип действия основан на дросселировании потока сужающим устройством переменного сечения.

Наиболее типичные – ротаметры:

Силы, действующие вниз:

(1)

- плотность материала поплавка.

- плотность измеряемой среды.

Силы, действующие вверх:

- сила, возникающая из-за перепада давления.

- перепад давления.

S – наибольшее сечение поплавка.

- сила динамического напора на поплавок.

- коэффициент обтекания.

- скорость в кольцевом зазоре

n – зависит от числа Рейнольдса. n=1 – ламинарный режим,

n=2 – турбулентный режим.

- коэффициент трения (определяется состоянием поверхности поплавка).

- площадь боков поверхности поплавка.

При расчете ипренебрегают по сравнению сG:

Поэтому эти расходомеры часто называют расходомерами постоянного перепада давления.

Вывод уравнения расхода базируется на уравнении Бернулли и условии неразрывности

h – расстояние между сечениями 1 и 2 (или берут высоту поплавка)

S_k – площадь кольцевого зазора.

Достоинства ротаметра: линейность шкалы, могут применяться малые расходы.

Ротаметры изготавливают со стеклянной трубкой (деления на трубке) и со стальной трубкой (для промышленных целей их снабжают системой дистанционной передачи).

Расходомеры скоростного напора.

Принцип действия основан на измерении динамического напора потока.

Область применения: измерители расхода газов в трубопроводах больших и некруглых сечений.

=>

Трубка Пито.

Для промышленных целей используются трубки Прантля. В них совмещены статическое и полное давления.

С помощью напорной трубки можно определить лишь местную скорость (скорость в данном сечении). Для определения расхода надо получить среднюю скорость потока. Существует 3 способа определения средней скорости:

1. Установка напорной трубки на определенном расстоянии от внутренней стенки трубы.

2. Использование зависимости: , где задается либо аналитически, либо графически.

3. Способ заключается в условном разбиении внутреннего сечения трубы на несколько равновеликих участков и определении скорости в каждом из этих участков.

Расходомеры переменного уровня.

Принцип действия основан на измерении высоты уровня жидкости, свободно истекающей через отверстие в дне или боковой стенке сосуда.

Уровневый расходомер может измерять при неполном заполнении трубы.

Недостаток: нелинейность статической характеристики. Для его устранения используют профильные отверстия, расположенные в боковой стенке сосуда. Такие расходомеры называются щелевыми.

- зависимость х от y для формы отверстия, чтобы была линейная характеристика.

Электромагнитные(индукционные) расходомеры.

Принцип действия основан на измерении ЭДС в потоке электируемой жидкости (электропроводной) под действием магнитного поля.

В – магнитная индукция

d – определяющий размер (диаметр)

V_СР – средняя скорость потока.

Этот участок выполнен из немагнитного и непроводящего ток материала.

Расходомеры с постоянным магнитным полем не используются из-за старения магнитов (изменения В) и полимеризации электродов. Поэтому в современных расходомерах используют переменное магнитное поле.

При использовании переменного магнитного поля может возникнуть так называемая трансформаторная ЭДС, которая искажает результат измерений. При неподвижной жидкости устанавливают ноль при помощи R-делителя.

Достоинства: линейность шкалы, отсутствие потерь давления, возсожность измерения загрязненных потоков жидкости.

Точность 0,5%.