差壓式流量計(jì)和轉(zhuǎn)子流量計(jì)的區(qū)別
差壓式流量計(jì)和轉(zhuǎn)子流量計(jì)的區(qū)別
轉(zhuǎn)子流量計(jì)和差壓式流量計(jì)是工業(yè)上和實(shí)驗(yàn)室中最常用的流量計(jì)。雖然都是測(cè)量流量的儀表，但是其原理卻大相徑庭，其流量基本方程的推導(dǎo)也不相同，因此，導(dǎo)致儀表的特點(diǎn)和適用場(chǎng)合也有所區(qū)別。下面就跟著學(xué)習(xí)啦小編一起來看看吧。
轉(zhuǎn)子流量計(jì)與差壓式流量計(jì)的區(qū)別
轉(zhuǎn)子流量計(jì)
轉(zhuǎn)子流量計(jì)，是由一個(gè)自下往上逐漸擴(kuò)大的帶刻度的錐形管和一個(gè)置于錐形管內(nèi)可以自由上下移動(dòng)的轉(zhuǎn)子構(gòu)成。工作時(shí)，被測(cè)流體由錐形管下端進(jìn)入，沿著錐形管向上運(yùn)動(dòng)，流過轉(zhuǎn)子與錐形管之間的環(huán)隙，再從錐形管上端流出。受流動(dòng)流體帶動(dòng)作用，轉(zhuǎn)子受到一個(gè)自下向上流體對(duì)轉(zhuǎn)子的動(dòng)壓力，正好等于轉(zhuǎn)子在被測(cè)流體中的重力(即轉(zhuǎn)子自身的重力減去流體對(duì)轉(zhuǎn)子的浮力)。
垂直安裝流量計(jì)時(shí)，轉(zhuǎn)子重心就在錐形管中心軸線上，轉(zhuǎn)子所受的三個(gè)力都平行于中心軸線。當(dāng)受力平衡時(shí)，轉(zhuǎn)子就穩(wěn)定在錐管內(nèi)某一位置上。對(duì)于給定的轉(zhuǎn)子流量計(jì)，轉(zhuǎn)子的材料、大小和形狀都可確定，所以轉(zhuǎn)子在被測(cè)流體中的重力是已知的，只有流體對(duì)轉(zhuǎn)子的動(dòng)壓力是隨流體流速大小而變化的。因此當(dāng)流體流速變大或變小時(shí)，轉(zhuǎn)子受到的動(dòng)壓力增大或減小，轉(zhuǎn)子將作向上或向下的移動(dòng)，轉(zhuǎn)子與錐形管壁之間的環(huán)隙面積也發(fā)生變化，即流動(dòng)截面積也發(fā)生變化，待變化到某一流速轉(zhuǎn)子受力平衡時(shí)，轉(zhuǎn)子就穩(wěn)定在新的位置上。對(duì)于一臺(tái)給定的轉(zhuǎn)子流量計(jì)，轉(zhuǎn)子在錐管中平衡位置的高低反應(yīng)了被測(cè)流體流經(jīng)錐形管的流量大小。
差壓式流量計(jì)
差壓式流量計(jì)由三部分組成，即由節(jié)流裝置、導(dǎo)壓管和差壓計(jì).差壓式流量計(jì)是利用流體流動(dòng)的節(jié)流原理來實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量的。節(jié)流原理是流體在有節(jié)流裝置的管道中流動(dòng)時(shí)，在節(jié)流裝置前后的管壁處，流體的靜壓力產(chǎn)生差異的現(xiàn)象。
流動(dòng)流體的能量有靜壓能和動(dòng)能兩種形式。流體具有靜壓能是因?yàn)橛袎毫?，具有?dòng)能是因?yàn)橛辛鲃?dòng)速度，在一定條件下，這兩種形式的能量是可以相互轉(zhuǎn)化。根據(jù)能量守恒定律，在沒有外加能量的前提下，流體所具有的靜壓能和動(dòng)能，再加上用以克服流體流動(dòng)阻力的能量損失，其能量總和是相等的。圖2表示在節(jié)流裝置前后截面Ⅰ、Ⅱ及Ⅲ處流體壓力與速度的分布情況。流體在到達(dá)截面Ⅰ之前，以一定的流速v1流動(dòng)，此時(shí)靜壓力為p1。在接近節(jié)流裝置時(shí)，由于遇到節(jié)流裝置的阻礙，使靠近管壁處的流體受到節(jié)流裝置的阻擋作用，使部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為靜壓能，使得節(jié)流裝置入口端面靠近管壁處的流體靜壓力升高，并且遠(yuǎn)大于管徑中心處的壓力，因此節(jié)流裝置入口端面處產(chǎn)生一徑向壓差。在徑向壓差的作用下，流體產(chǎn)生徑向加速度，從而使靠近管壁處的流體質(zhì)點(diǎn)的流動(dòng)方向傾斜于管道中心軸線，出現(xiàn)縮脈現(xiàn)象。由于受到慣性作用，流束的最小截面并不在節(jié)流裝置的孔口處，而是經(jīng)過節(jié)流裝置之后仍繼續(xù)收縮，到截面Ⅱ處流束達(dá)到最小，此時(shí)流速最大，即v2，之后流束又逐漸擴(kuò)大，至截面Ⅲ后完全恢復(fù)，流速逐漸降到原值，即v3=v1。
由于節(jié)流裝置產(chǎn)生流束的局部收縮現(xiàn)象，使流體的流速隨之變化，即動(dòng)能也跟著變化。根據(jù)能量守恒定律，表征流體靜壓能的靜壓力也要變化.在截面Ⅰ處，流體具有靜壓力p1。在截面Ⅱ處，流速增到最大v2，靜壓力就降到最小p2，而后又隨著流束的恢復(fù)而恢復(fù)。由于在節(jié)流裝置端面處流通面突然縮小，而節(jié)流裝置之后流通面積突然又?jǐn)U大，使流體形成局部渦流，部分能量被消耗，同時(shí)流體流經(jīng)孔板時(shí)，為克服摩擦力也需消耗能量，所以流體在截面Ⅲ處的靜壓力p3不能恢復(fù)到原值p1，而產(chǎn)生永久的壓力損失.截面Ⅰ與Ⅱ處的壓差(δp=p1-p2)與流體在節(jié)流裝置前的流量有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，只要測(cè)出節(jié)流裝置前后的壓差大小即可表示流量大小。
流量計(jì)的特點(diǎn)
1 轉(zhuǎn)子流量計(jì)
轉(zhuǎn)子流量計(jì)用以測(cè)量單相非脈動(dòng)流體(液體或氣體)的流量，廣泛應(yīng)用于化工、石油、輕工、醫(yī)藥、環(huán)保、食品及計(jì)量測(cè)試、科學(xué)研究等部門。
1.1 轉(zhuǎn)子流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)：
?、俎D(zhuǎn)子流量計(jì)適用于小管徑和低流速。常用轉(zhuǎn)子流量計(jì)口徑在40-50mm以下，最小口徑可達(dá)1.5-4mm。在測(cè)量液體流速時(shí)，口徑10mm以下玻璃管轉(zhuǎn)子流量計(jì)徑，流速只在0.2-0.6m/s之間，甚至低于0.1m/s;金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)和口徑大于15mm的玻璃管轉(zhuǎn)子流量計(jì)，流速在0.5-1.5m/s之間。
?、谵D(zhuǎn)子流量計(jì)可用于較低雷諾數(shù)，在轉(zhuǎn)子與管壁的環(huán)隙處流動(dòng)的流體雷諾數(shù)只要大于40或500，即使雷諾數(shù)變化流量系數(shù)也要保持常數(shù)，即流體粘度對(duì)流量系數(shù)無影響。這數(shù)值遠(yuǎn)低于節(jié)流差壓式儀表最低雷諾數(shù)104-105的要求。
?、鄞蟛糠洲D(zhuǎn)子流量計(jì)沒有上游直管段要求，對(duì)安裝條件要求較低。
?、苻D(zhuǎn)子流量計(jì)流量測(cè)量范圍較廣，一般為10：1，最低為5：1，最高為25：1。
⑤與節(jié)流式流量計(jì)相比，轉(zhuǎn)子流量計(jì)壓力損失較低。
?、薏ＡЧ苻D(zhuǎn)子流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，使用方便。
1.2 轉(zhuǎn)子流量計(jì)的缺點(diǎn)：
①轉(zhuǎn)子流量計(jì)用來檢測(cè)的流體，若與出廠標(biāo)定時(shí)使用的流體不同，則需作流量示值修正。測(cè)量液體的轉(zhuǎn)子流量計(jì)通常以水標(biāo)定，氣體用空氣標(biāo)定，如實(shí)際使用流體密度、粘度與之不同，流量要偏離原分度值，要作換算修正。因此，測(cè)量精度受流體物理參數(shù)變化的影響。
?、诓ＡмD(zhuǎn)子流量計(jì)因?yàn)橛胁ＡЧ?，所以存在易碎的風(fēng)險(xiǎn)，尤其是用來檢測(cè)氣體流量的無導(dǎo)向結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子。
③大部分結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子流量計(jì)只能用于自下向上垂直流的管道安裝。
?、苻D(zhuǎn)子流量計(jì)應(yīng)用僅適合于于中小管徑，普通全流型轉(zhuǎn)子流量計(jì)不適用于大管徑，玻璃管轉(zhuǎn)子流量計(jì)適用的最大口徑為150mm，金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)適用的最大口徑為200mm。
2 差壓式流量計(jì)
差壓式流量計(jì)應(yīng)用廣泛、歷史悠久，在各類流量?jī)x表中其使用量占居首位。近來，各種新型流量計(jì)的出現(xiàn)，致使它的用量有所下降，但差壓式流量計(jì)目前仍在整個(gè)流量計(jì)量領(lǐng)域起著舉足輕重的作用，廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、輕工等各部門。
2.1 差壓式流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)：
①標(biāo)準(zhǔn)差壓式流量計(jì)應(yīng)用廣泛，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固，性能穩(wěn)定可靠，使用壽命長(zhǎng)，安裝方便，適用于大流量的測(cè)量。
②標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置適用于測(cè)量管道直徑大于50mm，雷諾數(shù)在指數(shù)104-105以上，流體應(yīng)當(dāng)清潔且充滿全部管道，同時(shí)不發(fā)生相變。
2.2 差壓式流量計(jì)的缺點(diǎn)：
?、俨顗菏搅髁坑?jì)的測(cè)量精度偏低，測(cè)量的重復(fù)性、精確度在流量計(jì)中處于中等水平，由于各種因素的綜合影響，其精確度難以提高。
?、诹髁繙y(cè)量范圍度窄，由于流量與儀表信號(hào)(差壓)的平方根成正比關(guān)系，范圍度一般僅3：1-4：1。
?、郜F(xiàn)場(chǎng)安裝條件要求較高，為保證流體在節(jié)流裝置前后為穩(wěn)定的流動(dòng)狀態(tài)，在節(jié)流裝置的上、下游必須配置一定長(zhǎng)度的直管段(指孔板，噴嘴)，一般難以滿足。
?、懿顗菏搅髁坑?jì)的壓損較大，孔板流量計(jì)的壓損最大，噴嘴流量計(jì)次之，文丘里管流量計(jì)最小，當(dāng)不允許有較大的管道壓損時(shí)，不宜采用。
⑤檢測(cè)件與差壓顯示儀表之間的引壓管線容易產(chǎn)生泄漏、堵塞、凍結(jié)及信號(hào)失真等故障。
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