轉(zhuǎn)子流量計(jì)的流量與密度的關(guān)系

流量計(jì)的基本原理是依據(jù)浮子兩側(cè)的壓差形成向上的推力

即

式中

p1和p2---上、下游流體的壓力；

K---壓力損耗系數(shù)；

ρ---流體的密度；

v---流體通過(guò)環(huán)形通大道的流速。

若以體積流量qv替代流速v，即

v=qv/Aring

式中

Aring--浮子周圍的環(huán)形面積。

由次則可得出

在式（2.4）中假設(shè)在入口處動(dòng)力源的影響忽略不計(jì)，且浮子兩側(cè)的差壓是由浮子下游動(dòng)力源的損耗所造成的，那么，浮子的浮子為

W=VR(ρs-ρ)g

式中

Vs---浮子的體積；

ρs---浮子材料的比重；

g---重力加速度。

由于浮力W=As（p1-p2），式（2.5）可寫(xiě)成

式中  As---浮子的*大截面積。

式（2.6）經(jīng)整理得到

Coleman(1956年)曾對(duì)3種不同形狀的浮子給出了C值，如圖2.2所示，并提出，在*大流量時(shí)，C值的取值范圍為從0.6(低雷諾系數(shù)敏感的浮子)到接近于1。

圖2.2顯示，在小流量時(shí)C值有所下降，這也反映了這樣一個(gè)事實(shí)，即隨著雷諾系數(shù)的下降，使通過(guò)一個(gè)開(kāi)口的損耗系數(shù)增加(Millerl990)。在Coleman的圖中可以看出各種不同的浮子形狀對(duì)枯度的影響，圖2.2的實(shí)質(zhì)是雷諾系數(shù)對(duì)錐形浮子的C值影響*Schoenborn和Colburn(1939年)給出了C與Re/C的關(guān)系曲線圖，


其中Re是以Deq為基準(zhǔn)的雷諾系數(shù)。Deq稱為等效直徑，其定義為D與d的差值，如圖2.3所示。當(dāng)時(shí)，他們?cè)O(shè)計(jì)了一臺(tái)人型高壓裝置，用一根鋼管加上一支伸出的小棒作為指針，在一個(gè)帶有刻度的玻璃窗口中運(yùn)動(dòng)。圖2.3的曲線是在這臺(tái)設(shè)備上得出的一條*佳曲線。由于考慮到浮子兩側(cè)壓差產(chǎn)生的上升力作用，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中施加了一個(gè)能平衡液體中浮子重量的作用力。他們還注意到，在大型儀器中此曲線對(duì)流體自身的影響比小型儀器要小。

雖然對(duì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)的定量很困難，但在同樣讀數(shù)基礎(chǔ)上能夠把一種流體的流量值換算成另一種流體的流量值。Schoenborn和Colburn(1939年)給出了與ISA(1961b)很近似的計(jì)算公式

其區(qū)別在于1SA(1951b)所給的公式中省略了C2/C1，這里可認(rèn)為其比值為1。Coleman(1956年)利用此公式時(shí)也把C2/C1看做1，即認(rèn)為粘度的變化可忽略不計(jì)。他指出這樣一個(gè)事實(shí)，假如式(2.7)的體積流量改寫(xiě)成質(zhì)量流量，即

對(duì)流體密度的變化求導(dǎo)

即可得出一個(gè)結(jié)論:對(duì)一個(gè)比重2倍于介質(zhì)的浮子，質(zhì)量流量變化為0。也就是說(shuō)，它對(duì)密度變化的敏感*小(參見(jiàn)Head 1964年)。根據(jù)對(duì)比重為0.72的航空汽油標(biāo)定的結(jié)果，圖2.4表示了當(dāng)流體密度變化時(shí)和在各種不同浮子情況下的密度修正系數(shù)。Head(1964年)認(rèn)為，設(shè)計(jì)一種氣流向下的裝置，設(shè)浮子的比重為0，對(duì)它的體積流量方程進(jìn)行微分運(yùn)算，可以獲得某些可能的進(jìn)展。Head還提出，浮子的自動(dòng)補(bǔ)償可允許溫度其他參數(shù)的變化。