Ротаметры

Ротаметры обладают рядом достоинств. К ним относятся: простота устройства и наглядность показаний; удобство применения для измерения малых расходов жидкостей и газов, значительный диапазон измерения, доходящий до 10, и достаточно равномерная шкала.

Недостатками ротаметров являются: отсутствие записи и передачи показаний на расстояние, связанность прибора с местом измерения, хрупкость и непригодность для измерения расхода сред, имеющих значительные давления и температуру. Эти недостатки могут быть устранены, если изготовлять конусную трубку из металла и применять дистанционную передачу того или другого рода.

На рис.144 показана схема ротаметра, на которой:

Ι – Ι – сечение, от которого начинает сказываться возмущающее действие поплавка на поток;

ΙΙ – ΙΙ – самое узкое сечение кольцевой струи, равное или несколько меньшее кольцевого отверстия, образованного конической трубкой и поплавком;

ΙΙΙ – ΙΙΙ – сечение, где кончается возмущающее действие поплавка на поток.

На поплавок, имеющий вес G_п, объем V, плотность материала ρ_п и наибольшее поперечное сечение f, сверху вниз действует его вес:

G_п = Vgρ_п,

а снизу действуют:

1. разность статических давлений р₁ – р₂ на носовую и кормовую поверхности поплавка, возникающая, как и в сужающем устройстве, вследствие перехода части потенциальной энергии в скорость υ_к в кольцевом канале и образующая силу:

(р₁ – р₂) f;

2. динамическое давление

W=φf,

где φ – коэффициент сопротивления или обтекания поплавка, зависящий от формы его носовой и кормовой частей; ρ – плотность жидкости; υ₁ – средняя скорость потока в сечении Ι – Ι;

3. сила трения N потока о боковую поверхность поплавка

N=kυ_kⁿf_б,

где k – коэффициент, зависящий от числа Рейнольдса и степени шероховатости поплавка; υ_k – средняя скорость в кольцевом канале; n – показатель степени, зависящий от скорости.

Тогда уравнение равновесия примет вид:

G_п = (р₁ – р₂) f +W +N,

откуда следует

(р₁ – р₂) = .

Поплавковые расходомеры

Поплавковым называется расходомер постоянного перепада давления с поплавком перемещающимся внутри отверстия. От ротаметров данные приборы отличаются тем, что ход поплавка во много раз меньше, стеклянные части отсутствуют и внешняя форма иная.

Наиболее часто встречаются следующие формы проточной части.

1. Поплавок тарельчатой, дисковой или цилиндрической формы перемещается в коническом отверстии. В настоящее время с подобной поплавковой парой изготовляются расходомеры на небольшие расходы.

2. Конический поплавок перемещается в круглом цилиндрическом отверстии, имеющем очень малую высоту (например, 2-3мм).

Поплавковые расходомеры, как правило, снабжаются электрической или пневматической передачей.