На поплавок зверху вниз діють дві сили: сила тяжіння і сила від тиску потоку на верхню площину поплавка. Сила тяжіння
,
де обсяг поплавця, щільність матеріалу поплавця, прискорення вільного падіння. Сила від тиску потоку на верхню площину поплавця дорівнює, де середній тиск потоку на одиницю площі верхньої поверхні поплавця, площа найбільшого поперечного перерізу поплавка.
Знизу вгору на поплавок діють сила від тиску потоку на нижню площину поплавця і сила тертя потоків про поплавець, де коефіцієнт опору, що залежить від числа Рейнольдса і ступеня шорсткості поверхні, середня швидкість потоку в кільцевому каналі, що охоплює бічну поверхню поплавця, площа бічної поверхні поплавця, показник, залежить від швидкості. При рівновазі поплавця справедливо рівність:
+ = +. br/>
Формула для розрахунку витрати нестисливої вЂ‹вЂ‹рідини має вигляд:
В
де щільність вимірюваного середовища,
В
-коефіцієнт витрати, визначається дослідним шляхом. При розрахунку витрати газу вводять поправочний коефіцієнт.
Переваги: ​​відносна простота в конструкції, широкий діапазон виміру витрат (;).
Недоліки: невисокі робочі тиску вимірюваних середовищ для ротаметрів зі скляною трубкою (не більше 0,58 МПа), неможливість реєстрації показань для ротаметрів з металевою конусної трубкою, неможливість передачі показань на відстань, недостатня чіткість шкал, градуювання ротаметрів проводиться по конкретних середовищ (вода і повітря), низька точність
2.2.2 Поплавкові і поршневі витратоміри
Поплавковий витратомір постійного перепаду тиску (рис. VIII.5) складається з поплавця 1 і конічного сідла 2 розташованих в корпусі приладу. Конічне сідло виконує ту ж роль, що і конічна трубка ротаметра. Різниця полягає в тому, що довжина і діаметр сідла приблизно рівні, а у ротаметрів довжина конічної трубки значно більше її діаметра.
У поршневому витратомірі (Рис. VIII.6) чутливим елементом є поршень, що переміщається всередині втулки 2.
Втулка має вхідний отвір +5 і вихідний отвір 4, яке є діафрагмою змінного перетину. Поршень за допомогою штока з'єднаний з сердечником передавального перетворювача 3. Протікає через витратомір рідина надходить під поршень і піднімає його. При цьому відкривається в більшій чи меншій мірі отвір вихідний діафрагми. Рідина, що протікає через діафрагму, одночасно заповнює також простір над поршнем, що створює протидіюче зусилля.
В
Переваги: ​​відносна простота в конструкції.
Недоліки: відносно невисокі робочі тиску (до 6,27 МПа), відносно висока похибка вимірювання (від верхньої межі вимірювання).
2.3 Тахометричні витратоміри
Принцип їх дії заснований на використанні залежностей швидкості руху тіл - чутливих елементів, які розміщені в потік, від витрати речовин, що протікають через ці витратоміри. Відомо велика кількість різновидів тахометричних витратомірів, проте в практиці для вимірювання витрати найрізноманітніших рідин і газів широко поширені турбінні, кулькові і камерні витратоміри.
2.3.1 Камерні витратоміри
Камерні тахометрические витратоміри являють собою один або декілька рухомих елементів, відмірюють або відтинають при своєму русі певні обсяги рідини або газу. Існує велике число конструкцій, камерних витратомірів рідин і газів (поршневі лічильники, лічильники з овальними шестернями і дискові лічильники).
В
Овально-шестерний лічильник рідин (рис. VIII.11) складається з двох однакових овальних шестерень, обертових під дією перепаду тиску рідини, що протікає через його корпус. У положенні 1 права шестерня відсікає деякий обсяг рідини 1, так як на цю шестерню діє крутний момент, вона повертається за годинниковою стрілкою, обертаючи при цьому ліву шестерню проти годинникової стрілки. У положенні 2 ліва шестерня закінчує отсекание нової порції рідини, а права виштовхує раніше відсічений обсяг у вихідний патрубок лічильника. У цей час обертальний момент діє на обидві шестерні. У положенні 3 провідною є ліва шестерня, що відсікає заданий обсяг. У положенні 4 правая шестерня закінчує отсекание обсягу, а ліва виштовхує обсяг. У положенні 5 повністю відсікається заданий обсяг; обидві шестерні зробили по півоберта, і провідною стала знову права шестерня. Друга половина обороту шестерень протікає аналогічно. Таким чином, за один повний оберт шестерень відсікається чотири дозуючих обсягу. Облік рідини заснований на відліку числа обертів шестерень. p> якості: відносно висока точність вимірювань (похибка показань); можливість генерації імпульсного виходу, який може бути переданий у кімнату управління (кожен імпульс являє дискретний обсяг рідини); дані витратоміри добре підходять для автоматичного дозування та обліку.
Недоліки: втрата напору від встановлення лічильника становить приблизно 0,02 МПа; вузький діапазон вимірювань величини витрати (від 0,8 до 36 ...
