Теория за измерване на дебита с ротамери
Уравнението за движение на поплавък в ротаметър се извежда от условията на неговия поток около него от поток от течност или газ. Предполага се, че потокът е едномерен, началото на координатите е поставено в равнината на теоретичната нула на ротаметъра, а дебитът на флуида е постоянен.
По отношение на ротаметричната двойка от първия (основен) тип, може да се твърди, че поплавъкът се влияе от:
Силата на гравитацията (17.2.10)
, (17.2.10)
Където W - обем на поплавъка;
- плътност на течен и плаващ материал, съответно;
м - плаващо тегло;
Хидродинамична сила на главата (17.2.11)
, (17.2.11)
където υ е средният дебит в пръстеновидната празнина;
υх - скорост на поплавъка спрямо неподвижната тръба (референтна точка);
Cx - коефициент на съпротивление на поплавъка.
Средна скорост в пръстеновидната празнина изчислено от (17.2.12)
, (17.2.12)
където е площта на пръстеновидната празнина.
В стационарно състояние x = h и Р-G = 0. Тогава получаваме формулата (17.2.13)
, (17.2.13)
Чрез преобразувания от уравнение (17.2.13) можете да получите формулата (17.2.14) за изчисляване на дебита
, (17.2.14)
Формулата на дебита за разходомери с ротаметрична двойка от втория тип има формата (17.2.15)
, (17.2.15)
и с ротаметрична двойка от трети тип - (17.2.16)
, (17.2.16)
Теорията на ротаметъра също се основава на зависимости, които описват движението на течност или газ в пръстеновидната междина между тръбата и поплавъка. Спадът на налягането преди и след поплавъка е установен от (17.2.17)
, (17.2.17)
Потокът през пръстеновидната междина може да се определи по формулата (17.2.18)
, (17.2.18)
където е дебитът на ротаметъра;
- пръстеновидна зона на просвет.
Замествайки във формулата (17.2.18) стойностите на спада на налягането и площта на пръстеновидната междина, получаваме уравнението на потока (17.2.19)
, (17.2.19)
Сравнението на формули (17.2.14) и (17.2.19) предполага (17.2.20)
, (17.2.20)
По този начин е възможно да се установи връзка между горните две теоретични основи на движението на течността и поплавъка в ротаметър.
Калибрационни характеристики на ротамери и методи за тяхното преобразуване.
Ротаметрите се отнасят до разходомери, които изискват тяхното задължително калибриране на примерна инсталация на разходомера, тъй като явленията, които се появяват в ротаметрите по време на потока на измерената среда, са сложни и не могат да бъдат изчерпателно описани чрез математически зависимости. В допълнение, най-малкото отклонение на размерите на работните тела на ротаметри от посочените води до промяна в зависимостта на повдигащия подемник от дебита на измерената среда.
Когато се произвеждат във фабрики, ротаметрите обикновено се калибрират във вода или въздух при стандартни условия (I = 20 ° C, атмосферно налягане 760 mm Hg). На практика ротаметрите измерват дебита на течности или газове със свойства, които се различават от тези на водата или въздуха, както и при различни температури и налягания. За да се получат стойности на дебита с дадена грешка, е необходимо или да се повтори калибрирането върху измерената среда, което често е трудно, а понякога и невъзможно (например при измерване на дебита на токсична среда), или да се калибрира в. заместваща среда, която симулира вискозитета и плътността на измерената среда. Водно-глицеринови смеси, масла и др. Могат да служат като имитиращи течности. Но използването на имитиращи течности не винаги е възможно, тъй като е трудно да се избере среда, идентична по плътност и вискозитет, а разликата в тези параметри води до допълнителна грешка. Следователно, за да получат показания на ротаметри в различни среди, те често прибягват до преизчисляване на фабричните характеристики за калибриране. Има няколко метода за преизчисляване на калибрационните характеристики. Нормативният документ за преизчисляване на показанията на ротаметри е "Методологични указания за преизчисляване на калибрационните характеристики на измервателните уреди с постоянен диференциално налягане" (MU 44-75). Освен това има редица произведения в тази област.