讀解選用浮球流量計的要點

時間：2016/2/26閱讀：2759

    浮球流量計是以浮子在垂直錐形管中隨著流量變化而升降，改變它們之間的流通面積來進行測量的體積流量儀表，又稱轉(zhuǎn)子流量計。在美國、日本常稱作變面積流量計（Variable Area Flowmeter）或面積流量計。浮子流量計原理設(shè)想發(fā)軔于19世紀(jì)60年代，20實際初出現(xiàn)商品。從應(yīng)用臺樹所占比例來看，1985年英國抽樣調(diào)查72家企業(yè)17000臺流量儀表中浮子流量計占19.2%。我國浮子流量計產(chǎn)量1996年估計在15萬-17萬臺之間，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微?；蛭⑿馀菥鶗绊憸y量值，例如微流量儀表使用一段時期后浮子附著肉眼不出的附著層，也會改變流量示值百分之幾。
    如只要現(xiàn)場指示，先考慮價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(yīng)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。用于氣體時應(yīng)選用導(dǎo)桿或帶棱筋導(dǎo)向的儀表，以避免操作不慎浮子擊碎錐管。如需要遠(yuǎn)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(xiàn)場又有控制儀表用氣源，則優(yōu)先考慮氣遠(yuǎn)傳金屬浮子流量計，若選用電遠(yuǎn)傳儀表則必須是防爆型。
    測量不透明液體時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(jié)晶或易凝固的液體，應(yīng)選用帶夾套的金屬管浮子流量計。
    范圍
    這里所謂實際使用狀態(tài)介質(zhì)密度，液體是指使用時的密度，氣體指使用狀態(tài)下的密度，或標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下密度進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(biāo)定值，氣體是空氣標(biāo)定換算到工程標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（20℃，0.10133MPa）的值。將實際使用密度按式（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(biāo)定介質(zhì)粘度相接近，亦即認(rèn)為α不變的前提下使用。
    液體
    （4）式中　Q水－待選定用水實流標(biāo)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－待選定用空氣實流標(biāo)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，制造廠是按儀表結(jié)構(gòu)和流量范圍選擇合適形狀而設(shè)計的，。但是使用者應(yīng)了解所使用浮子的特點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(shù)，但流量系數(shù)α在環(huán)形通道雷諾數(shù)Re（環(huán)）低于某值時不是常數(shù)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。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(nèi)直徑比、環(huán)形通道中的流速，對于設(shè)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(shù)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(shù)的下限Re（環(huán)）分別約為6000，300和40。
    對設(shè)計已定某乙口徑和流量范圍的儀表，亦即有一個粘度上限值，小于粘度上限值流量示值將不受流體粘度影響，選用時要考慮流體粘度是否超過上限值。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(yīng)錐管內(nèi)徑Dt的比值表示，國內(nèi)產(chǎn)品甚少采用；百分率分度是以滿度流量作為100%，其優(yōu)點是流體物性或工況變化，流量讀書轉(zhuǎn)換方便；直接流量分度是以流體的工況條件或以標(biāo)定條件（通常液體為水、氣體為空氣）的流量分度，優(yōu)點是直觀，但若使用條件和條件不一致須換算時，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或數(shù)據(jù)表，求的流量，通常應(yīng)用于操作時只要知道浮子達到預(yù)定位置，毋需知道確切流量的場所。有些型號儀表同時設(shè)有毫米分度和直接流量分度兩種標(biāo)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(yuǎn)傳型為1%-4%FS。耐腐型儀表的度還要低些。有些特殊結(jié)構(gòu)儀表，例如表尺長度只有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(yīng)低于儀表的額定值。流體溫度較高時，有些制造廠要降低額定壓力，通常樣本和使用說明書均作說明。用于較高壓力的氣體和溫度超過沸點的高壓液體，不應(yīng)選用玻璃管浮子流量計，應(yīng)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(yīng)在樣本和使用說明書列出，但往往闕如。
    流體的zui低工作壓力應(yīng)高于壓力損失若干倍，用于氣體時壓力過低容易產(chǎn)生浮子跳動。有些型號儀表的使用說明書規(guī)定流體壓力zui低值，有些建議液體的zui低工作壓力應(yīng)大于2倍壓力損失，氣體則為5倍。

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