讀解選用浮球流量計的要點(diǎn)
更新時(shí)間:2016-02-26 點(diǎn)擊量:2447
浮球流量計是以浮子在垂直錐形管中隨著(zhù)流量變化而升降,改變它們之間的流通面積來(lái)進(jìn)行測量的體積流量?jì)x表,又稱(chēng)轉子流量計。在美國、日本常稱(chēng)作變面積流量計(Variable Area Flowmeter)或面積流量計。浮子流量計原理設想發(fā)軔于19世紀60年代,20實(shí)際初出現商品。從應用臺樹(shù)所占比例來(lái)看,1985年英國抽樣調查72家企業(yè)17000臺流量?jì)x表中浮子流量計占19.2%。我國浮子流量計產(chǎn)量1996年估計在15萬(wàn)-17萬(wàn)臺之間,其中95%左右為玻璃管浮子流量計。
選擇
浮子流量計主要測量對象是單相液體或氣體,液體中含有微粒固體或氣體中含有液滴通常不適用。因為浮子在液流中附著(zhù)微?;蛭⑿馀菥鶗?huì )影響測量值,例如微流量?jì)x表使用一段時(shí)期后浮子附著(zhù)肉眼不出的附著(zhù)層,也會(huì )改變流量示值百分之幾。
如只要現場(chǎng)指示,先考慮價(jià)廉的玻璃管浮子流量計,如溫度、壓力不能勝任則選用就地指示金屬管浮子流量計。玻璃管浮子流量計應選帶有透明防護罩,一旦玻璃錐管破裂,可擋住流體正向散濺,以作緊急處理。用于氣體時(shí)應選用導桿或帶棱筋導向的儀表,以避免操作不慎浮子擊碎錐管。如需要遠傳輸出信號作總量積算或流量控制,一般選用電信號輸出的金屬管浮子流量計。如環(huán)境氣氛有防爆要求而現場(chǎng)又有控制儀表用氣源,則優(yōu)先考慮氣遠傳金屬浮子流量計,若選用電遠傳儀表則必須是防爆型。
測量不透明液體時(shí)選擇金屬管浮子流量計較為普遍,但也可選擇帶棱筋錐形管的玻璃管浮子流量計,借助浮子zui大直徑與棱筋接觸的痕跡,以判讀浮子的位置。
測量溫度高于環(huán)境溫度的高粘度液體和降溫易析出結晶或易凝固的液體,應選用帶夾套的金屬管浮子流量計。
范圍
這里所謂實(shí)際使用狀態(tài)介質(zhì)密度,液體是指使用時(shí)的密度,氣體指使用狀態(tài)下的密度,或標準狀態(tài)下密度進(jìn)行使用壓力和溫度的修正。通常儀表刻度的流量范圍,液體是常溫水標定值,氣體是空氣標定換算到工程標準狀態(tài)(20℃,0.10133MPa)的值。將實(shí)際使用密度按式(4)或式(5)換算后再選擇合適的流量范圍和口徑,但必須是使用介質(zhì)粘度與標定介質(zhì)粘度相接近,亦即認為α不變的前提下使用。
液體
(4)式中 Q水-待選定用水實(shí)流標定儀表的zui大流量,L/h;
Q-被測液體的zui大流量,L/h;
ρf-浮子密度,g/cm3,對于空心的浮子ρf=Gf/V,Gf為浮子質(zhì)量(g),V為浮子體積,cm3;
ρ,ρ水-被測液體和水的密度,g/cm3。
氣體
(5)式中 Q空-待選定用空氣實(shí)流標定儀表的zui大流量,m3/h;
Q-被測氣體的zui大流量,m3/h;
ρ-被測氣體的密度,kg/m3;
P-被測氣體使用狀態(tài)下壓力,MPa;
T-被測氣體使用狀態(tài)下熱力學(xué)溫度,K。
影響
浮子形狀不屬于使用者選擇的范疇,制造廠(chǎng)是按儀表結構和流量范圍選擇合適形狀而設計的,。但是使用者應了解所使用浮子的特點(diǎn)和流量示值受流體粘度影響的程度。
流量基本方程式(1)未包含流體粘度參數,但流量系數α在環(huán)形通道雷諾數Re(環(huán))低于某值時(shí)不是常數而隨Re(環(huán))而變,而Re(環(huán))與流體粘度成反比。圖5所示是三種形狀浮子Re(環(huán))-α的關(guān)系曲線(xiàn)。Re(環(huán))取決于流體粘度、浮子zui大直徑和其所在位置錐管內直徑比、環(huán)形通道中的流速,對于設計已定在運行中的儀表,影響Re(環(huán))的因素是流體粘度。不隨Re(環(huán))而變的α值,A型浮子為0.96,B型為0.76,C型為0.61。此外,還有常用的球形浮子,α約為0.99。流量系數因浮子形狀而有較大差異。A型、B型和C型三種浮子α為常數的下限Re(環(huán))分別約為6000,300和40。
對設計已定某乙口徑和流量范圍的儀表,亦即有一個(gè)粘度上限值,小于粘度上限值流量示值將不受流體粘度影響,選用時(shí)要考慮流體粘度是否超過(guò)上限值。有些型號浮子流量計同一口徑不同流量范圍的浮子形狀是相同(重量不同,粘度上限值相近);而還有一些型號則浮子形狀不同,就有不同粘度上限值。
分度
直讀型儀表的流量示值分度有Dt/d比分度、百分比分度、直接流量分度和毫米分度四種。Dt/d比分度是以浮子直徑d與相應錐管內徑Dt的比值表示,國內產(chǎn)品甚少采用;百分率分度是以滿(mǎn)度流量作為100%,其優(yōu)點(diǎn)是流體物性或工況變化,流量讀書(shū)轉換方便;直接流量分度是以流體的工況條件或以標定條件(通常液體為水、氣體為空氣)的流量分度,優(yōu)點(diǎn)是直觀(guān),但若使用條件和條件不一致須換算時(shí),反而不及百分率分度方便。毫米分度是讀取浮子高度后查所附曲線(xiàn)或數據表,求的流量,通常應用于操作時(shí)只要知道浮子達到預定位置,毋需知道確切流量的場(chǎng)所。有些型號儀表同時(shí)設有毫米分度和直接流量分度兩種標尺。
浮子流量計為低中等度儀表。通用型玻璃浮子流量計的基本誤差,口徑小于6mm為2.5%-5%FS,10-15mm為2.5%FS,25mm以上為1-%-2.5%FS;金屬管浮子流量計就地指示型為1%-2.5%FS,遠傳型為1%-4%FS。耐腐型儀表的度還要低些。有些特殊結構儀表,例如表尺長(cháng)度只有2-3倍浮子直徑的短型玻璃管浮子流量計和高壓型吹流型金屬管浮子流量計度低5-10級。
玻璃管浮子流量計范圍度大部分為10:1,短管型儀表口徑100mm則為5:1;金屬管浮子流量計為(5:1)-(10:1)。
損失
被測流體的工作壓力和溫度應低于儀表的額定值。流體溫度較高時(shí),有些制造廠(chǎng)要降低額定壓力,通常樣本和使用說(shuō)明書(shū)均作說(shuō)明。用于較高壓力的氣體和溫度超過(guò)沸點(diǎn)的高壓液體,不應選用玻璃管浮子流量計,應選用金屬浮子流量計。
玻璃管浮子流量計的壓力損失較小,小口徑為0.2-2KPa,10-100mm為2-8KPa;金屬管浮子流量計則稍高些,一般為2-8KPa,較高者為18-25KPa。壓力損失應在樣本和使用說(shuō)明書(shū)列出,但往往闕如。
流體的zui低工作壓力應高于壓力損失若干倍,用于氣體時(shí)壓力過(guò)低容易產(chǎn)生浮子跳動(dòng)。有些型號儀表的使用說(shuō)明書(shū)規定流體壓力zui低值,有些建議液體的zui低工作壓力應大于2倍壓力損失,氣體則為5倍。