浮子流量计的特性
从浮子流量计的流量公式可以看出,对于一定的浮子流量计,一定的被测介质,有:
qv=αKh (5-21)
式中:
K--常数;
α--浮子流量计的流量系数。
从上式可以看出,当被测介质确定后,流体密度ρ为常数,体积流量qv是流量系数α和浮子流量计高度h的函数。所以,讨论浮子流量计的特性,主要是讨论流量系数α的特性。为了获得qv和h之间的线性关系,人们总希望流量系数α为一常数。
大量的实验表明,浮子流量计的流量系数α与浮子的几何形状和流动雷诺数Re有关。对于一定的浮子形状,当雷诺数大于某一界限雷诺数后,流量系数α将趋于一常数。所以,对于一定形状的浮子和一定的流体,若实际雷诺数在界限雷诺数以上,就能使得体积流量qv和浮子高度h之间基本成线性关系,上述各种浮子流量计的刻度换算公式可以使用。当实际雷诺数比界限雷诺数小是,流量系数α将随雷诺数变化,使用时不能忽略由于α变化带来的影响。图5-8为几种典型浮子的流量系数曲线。
从图中可以看出,A型浮子的界限雷诺数较大,Rek约为6000左右,这种浮子的流量系数较大,约为0.96,但不够稳定,易受黏度影响,多用于口径、流量较小的玻璃浮子流量计中,由于这种小口径浮子流量计的雷诺数常处于α的变化范围,使用时应考虑粘度的影响;B型浮子的界限雷诺数约为300左右,也即在较小的雷诺数下,α已趋于常数,工作比较稳定,但流量系数较小,约为0.76左右;C型浮子的界限雷诺数更低,工作更稳定,在ReK>40以后,流量系数α已基本趋于常数,但其流量系数更小,约只有0.61左右。B和C两种浮子一般那用于金属管浮子流量计中。
如果浮子流量计工作在流量流量系数随雷诺数变化的范围内,当被测介质的粘度η发生变化时,和密度ρ的变化一样,也将对流量计的示值产生影响,导致测量误差。即使使用介质不变,使用温度有较大变化时,也将对示值产生相当大的影响。如水在使用环境内温度从5℃升高到40℃,运动粘度将从1.52*10-6m2/s,下降到0.66*10-6m2/s,变化幅度已相当之大。对口径在15~40mm的玻璃浮子流量计,温度的影响量(主要是粘度变化的影响)在(0.1%~0.25%)/℃范围内,小口径玻璃浮子流量计有的高达1%左右,所以,使用中应对粘度η进行必要的修正。国内外的流量工作者在这方面也做了一些有益的研究工作,部分厂家对其产品提供有使用粘度的上限值或粘度修正曲线。但目前对浮子流量计粘度修正的研究离实用的要求还有比较大的距离,因为从理论上,尤其是从流通力学,深入、全面得分析粘度修正还比较困难。