流量開關流量計的深層次原理
在許多工廠中,測量液體流量是一項關鍵需求。在某些操作中,進行準確流量測量的能力非常重要,它可以在獲利或虧損之間產生差異。在其他情況下,不準確的流量測量或未能進行測量可能會導致嚴重(甚至是災難性的)結果。
對于大多數液體流量測量儀器,通過測量液體的速度或動能的變化來確定流速。速度取決于迫使液體通過管道或導管的壓差。由于管道的橫截面積是已知的并且保持不變,因此平均速度是流速的指示。在這種情況下確定液體流速的基本關系是:
Q = V x A.
解釋:
Q =液體流過管道
V =流動的平均速度
A =管道的橫截面積
影響液體流速的其他因素包括液體的粘度和密度,以及液體與管道接觸的摩擦力。
可以使用容積式流量計直接測量液體流量。這些單位將液體分成特定的增量并將其移動??偭髁渴菧y量增量的累積,可以通過機械或電子技術計算。
雷諾數
圖1:層流和湍流是液體流量測量操作中通常遇到的兩種類型。大多數應用涉及湍流,R值高于3000.粘性液體通常呈現層流,R值低于2000.兩個層之間的過渡區可以是層流或湍流。
等式是:
R = 3160 x Q x Gt
D x h
解釋:
R =雷諾數
Q =液體的流速,gpm
Gt =液體的比重
D =管道內徑,in。
h =液體粘度,cp
流速和比重是慣性力,管道直徑和粘度是阻力。對于大多數液體應用,管道直徑和比重保持恒定。在非常低的速度或高粘度下,R是低的,并且液體以平滑的層流動,在管的中心具有最高速度并且在管壁處具有低速度,其中粘性力限制它。這種類型的流動稱為層流。 R值低于約2000.層流的特征是其速度分布的拋物線形狀,如圖1所示。
然而,流量開關/流量計大多數應用涉及湍流,R值高于3000.湍流在高速或低粘度下發生。流動分解成湍流漩渦,以相同的平均速度流過管道。流體速度不太顯著,并且速度分布在形狀上更加均勻。在湍流和層流之間存在過渡區。根據管道配置和其他安裝條件,該區域中的流動可以是湍流或層流。
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