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转子流量计的原理及计算

1概述

转子流量计（Rotometer），又称浮子流量计

（FloatTypeFlowmeter），在工业中得到广泛的应用。它可测量

液体、气体和蒸气的流量，宜测中小管径（DN4～250）的流量。

压力损失小且恒定，测量范围比较宽，量程比1：10，工作可靠

且刻度线性，使用维修方便，对仪表前后直管段长度要求不高。

其测量精确度为±2%左右，受被测液体的密度、粘度、纯净度以

及温度、压力的影响，也受安装垂直度的影响。玻璃管浮子流量

计结构简单，成本低，易制成防腐蚀性仪表，但其强度低。金属

管浮子流量计可输出标准信号，耐高压，能实现流量的指示、积

算、记录、控制和报警等多种功能。

1.1原理及结构

1.1.1冲量定理及应用

设一物体的质量为m，作用其上的力为F，实际上流体的速度v，

物体变化路程为L。那么根据冲量定理可推出

（1）

1.1.2测量原理及结构

如果将阻挡体置于直立且具有锥度（上大下小）的管道中，就形

成转子式的流量计，它的工作原理如图1所示。

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当流量增加时，转子接受流体自下而上的冲力将增加，因而被冲

向上方，一到达上面，由于流通截面增加，流速减小，冲力也随

之减小。当冲力和差压对转子截面构成的作用力以及粘滞摩擦力

等的合力与转子本身在流体中重量相等时，转子即处于一平衡状

态，不再上升或下降，这个位置就表示新的流量值。

1.2计算公式

设转子的显示重量为W（N），流体对转子的作用力为F（N），

f

2

锥形管与转子间环形截面为Sa（m），转子处最大截面积为S

f

233

（m），转子体积V（m），转子密度为ρ（Kg/m），转子长度

ff

32

为L（m），流体介质的密度为ρ（Kg/m），重力加速度为g（m/s），

则

因为m=ρV=ρSL代入（1）式中，整理后得

ff

考虑到实际情况的因素，加一校正系数k变为：

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（2）

式中：qm——为质量流量；qv——为体积流量；ψ——为

流量系数。ψ与转子形状和雷诺数有关，Sa与转子高度有关。

锥管形转子流量计转子的几何形状和选用的材料及被测流体一

定时，式（2）等式右边平方根内