靶式流量計(jì)的概述及工作原理

1、靶式流量計(jì)的概述

20世紀(jì)60年代以來(lái)隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，迫切需要一種能夠測(cè)量高粘度低雷諾數(shù)流體流量的流量計(jì)，靶式流量計(jì)的出現(xiàn)和發(fā)展部分地解決了這一問題。靶式流量計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝維護(hù)方便、不易堵塞等特點(diǎn)，主要用來(lái)測(cè)量管道中的低雷諾數(shù)、高粘度流體以及含適量固體顆粒的漿液的流量。除此以外，靶式流量計(jì)也可以測(cè)量一般液體（液體流量計(jì)）、氣體和蒸汽的流量。

2、靶式流量計(jì)的工作原理

靶式流量計(jì)的工作原理如圖13-1所示。

靶式流量計(jì)的測(cè)量元件是一個(gè)放在管道中心的圓形靶，流體流動(dòng)時(shí)沖擊到靶上，會(huì)使靶面受力，并產(chǎn)生相應(yīng)地微小位移，這個(gè)力就反映了流體流量的大小。

流體的流動(dòng)對(duì)靶的作用力主要由以下兩部分分力組成:

1)流體對(duì)靶的沖擊力以及因流束在靶后的分離產(chǎn)生壓差而形成的作用力。

2)流體在流經(jīng)圓形靶和管道內(nèi)壁之間的環(huán)形截面時(shí)，對(duì)靶周產(chǎn)生的粘滯摩擦力。

上述兩種作用力中，*一項(xiàng)力一般比*二項(xiàng)力大很多，所以下面在分析靶所受作用力與被測(cè)流體流量之間的關(guān)系時(shí)，只考慮*一項(xiàng)力。

理論分析和實(shí)驗(yàn)研究表明，流體對(duì)靶的作用力與流速u的平方，流體密度ρ及靶的受力面積A成正比，可以表示為如下形式

式中，F(xiàn)是流體對(duì)靶面的作用力;ζ是阻力系數(shù)，當(dāng)雷諾數(shù)達(dá)到

一定值時(shí)，將趨于常數(shù);A是靶的迎流面積;u是靶和管壁間環(huán)形截面處流體的平均流速;ρ是流體密度。

由上式可以求得環(huán)形截面處流體的平均流速為

式中.D是管道內(nèi)徑;a是流量系數(shù);β是靶徑比，β=d/D; K是隨計(jì)算單位而變的常系數(shù)，在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位制中，在實(shí)際的使用中，我們更習(xí)慣于將D和d的單位用mm,流量的單位用m3/h或kg/h，那么K二4.5119。所以經(jīng)過靶式流量計(jì)的流體的體積流量和質(zhì)量流量公式又可以分別寫成:

由上式可以看出，對(duì)于一個(gè)具體的靶式流量計(jì)，β為一定值。如果密度ρ和流量系數(shù)a也為常數(shù)，流量與流體對(duì)靶的作用力F的平方根成正比。測(cè)量靶所受到的力F的大小，就可以測(cè)定被測(cè)流體的流量。