Расчет поплавка ротаметра.
Основные элементы ротаметра – каноническая трубка и поплавок – образуют его проточную часть. Точность измерения ротаметра напрямую зависит от формы поплавка. Классическая его форма показана на рис. а. Поплавок имеет конусную нижнюю часть (иногда с несколько скругленным носом), цилиндрическую среднюю часть и дисковый верх. Существенный недостаток рассмотренной формы поплавка – сильная зависимость градировочной характеристики от вязкости измеряемого вещества. Для снижения этой зависимости полезно уменьшить высоту верхней дисковой части поплавка и диаметр цилиндрической его части с тем, чтобы он был не более 0,6-0,7 от диаметра верхнего диска. В меньшей степени влияние вязкости сказывается при катушечной форме поплавка, показанной на рис. в, которая находит теперь основное применение. Еще сильнее влияние вязкости устраняется при дисковой и тарельчатой форме поплавков, когда основное трение потока происходит на очень небольшой боковой поверхности диска. Но вес таких поплавков очень мал и необходимо или увеличивать длину цилиндрического тела поплавка в одну или обе стороны от диска, или же подвешивать на стержне дополнительный груз. Кроме того, такие поплавки неустойчивы и во избежание перекоса и трения о стенку трубки их необходимо снабжать направляющими. Последние могут быть трех видов: направляющие, связанные с поплавком и перемещающиеся вместе с ним; неподвижные центральные штоки, проходящие через осевые отверстия поплавков; направляющие кольца (два или одно), укрепляемые обычно в верхней или нижней части поплавков. Но для таких колец требуется применение конусных трубок с направляющими ребрами или гранями. Зато они имеют два дополнительных достоинства: обеспечение турбулизации потока, способствующего уменьшению влияния вязкости и возможность измерения расхода непрозрачных сред. Исходя из вышесказанного можно сделать вывод, что основные характеристики ротаметрических датчиков непосредственно будут зависеть от формы поплавка.
Дано:
n = 7,83 Кг/см3
= 1,29 Кг/см3
p1 -p2=51%p
f= 28,26 мм2- площадь наибольшего поперечного сечения поплавка;
fk= 50,2410-2см – площадь кольца зазора между поплавком и стенкой трубы;
Vп= 123,63 мм3– объем поплавка;
Gп= 9,4963 Н – вес поплавка;
m= 0,968 кг – масса поплавка;
C= 1,2 – коэффициент сопротивления потоку;
= 0,73 – коэффициент потери энергии между сечениями;
k1 = 0,8; k2 = 3,5;
f1 = 26?4074 мм2; f2 = 81,6714 мм2;
М = f2/fk= 3,515 – коэффициент сужения струи;
p1,0 = 1; p2,0 = 0,05;
= (p1,0 – p2,0)/( p1 – p2) = 0,571;
Высоты сечений:
L1= 60 мм;L2= 100 мм;l= 70,0525 мм;
f= 164,185 мм2– площадь боковой поверхности поплавка;
k= 0,04136 – коэффициент сопряжения зависящий от числа Рейнальдса и степени шероховатости поверхности;
;
;
;
Uk– средняя скорость потока в кольцевом канале, охватывающем поверхность поплавка;
;