環錐型通心浮子流量計研究

許現本 董 群 焦岢迪 魯 微 肖 輝

(東北石油大學，大慶 163318)

0 引言

浮子流量計結構簡單、壓力損失小、工作特性穩定、反應靈敏、價格便宜、廣泛應用于中小管徑、雷諾系數較低的中小流量測量[1]。然而，隨著工業界對流量計的準確度等級和測量范圍的要求越來越高，浮子流量計的流程局限性逐漸顯現并制約著它的應用[2]。因此如何在不增加能耗的基礎上，對傳統流量計進行改進，增加浮子流量計的量程，降低生產成本，成為浮子流量計研究的熱點。

目前，增大浮子流量計量程的方法包括：增加轉子質量、采用高密度材料作為轉子、加大流通截面等方法[1-3]。這些方法雖然擴大了量程，卻也增加了生產成本。研究在原有浮子流量計的基礎上，將實心轉子進行開孔，設計出一種新型結構的環錐形浮子流量計。目前，國內未見相關報道。

1 工作原理及流量計算公式

環錐形玻璃管浮子流量計的流量檢測元件結構示意圖如圖1所示。流體自左而右流入錐管，被浮子截流，此時作用在浮子上的力有4個：壓差力、浮力、重力及黏性應力(黏性流體對浮子壁面產生黏性摩擦力) ，4力平衡時，浮子將平穩地浮在錐管內的某一位置，即對應某一確定流量[4-6]。

通過伯努利方程進行能量衡算，并在計算中忽略流動的能量損失，以流量系數a對其進行校正，新型浮子流量計的流量方程為[7]:

圖1 環錐形浮子流量計結構示意圖

式中：a為儀表的流量系數，通過實驗所得；S為開孔面積；m2;A為流通環形面積與開孔面積之和，m2；……