11 Лабораторная работа № 27 Ротаметры

Введение

Ротаметры относятся к группе расходомеров постоянного перепада давления. Их действие основано на изменении проходного сечения потока и высоты положения чувствительного элемента (поплавка, клапана) в зависимости от расхода протекающей среды. Чувствительный элемент находится в состоянии питания под действием гидродинамического напора и силы тяжести, при этом перепад давления по обе стороны элемента остается постоянным. Ротаметры широко распространены и во многих отраслях промышленности благодаря их преимуществам: простоте конструкции, отсутствию трущихся деталей, надежности действия, возможности изготовления деталей из материалов, устойчивых к агрессивным средам, высокой чувствительности, постоянству относительной погрешности на всем диапазоне шкалы, сравнительно широкому диапазону измерений (1:5, 1:6). Ротаметры составляют около 10 % всех расходомеров для напорных потоков. По конструктивному исполнению ротаметры подразделяют на стеклянные с местным отсчетом (РМ) и металлические с электрическим (РЭ) или пневматическим (РП) выходным сигналом. Основной измерительной частью ротаметров является ротаметрическая пара (поплавок - коническая трубка, поплавок - седло и т. п.). Различают три типа ротаметрических пар (рисунок 11.1).

а) – пара первого типа в стеклянных ротаметрах	б) – то же, первого типа в металлических ротаметрах
.Рисунок 11.1 – Схемы ротаметрических пар первого типа

в) – пара второго типа;	г) – пара третьего типа.
Рисунок 11.2 – Схемы ротаметрических пар второго и третьего типа

Ротаметрическая пара первого типа состоит из измерительного конуса и поплавка. Такая конструкция применяется в стеклянных (рисунок 11.1, а) и металлических (рисунок 11.1, б) ротаметрах. Пара второго типа (рисунок 11.2, в) состоит из диафрагмы и поплавка. Такую пару применяют в металлических ротаметрах, например РЭ. Ротаметрическая пара третьего типа (рисунок 11.2, г) имеет подлавок кольцевой формы, размещенный в зазоре между внешним и внутренним конусами. Такие пары применяют в металлических ротаметрах для измерения больших (до 100 м³/ч) расходов жидкости.

Некоторые авторы, классифицируя расходомеры постоянного перепада давления, относят к ротаметрам только приборы с ротаметрической парой первого типа, а приборы с парами второго и третьего типов относят к поплавковым расходомерам. Такое деление представляется искусственным, так как принцип действия приборов один и тот же. В каталогах промышленной продукции все перечисленные модификации расходомеров называют ротаметрами.

В технической литературе, посвященной ротаметрам, приняты следующие основные термины: теоретический нуль ротаметра положение поплавка ротаметра, соответствующее нулевому расходу, Это несколько условное понятие. Например, для ротаметров со стеклянной трубкой теоретический нуль - это такое положение поплавка, когда он перекрывает мысленно продолженный конус трубки; высота одъема поплавка h (смотри рисунок 11.1, а) - расстояние от теоретического нуля до миделевого сечения поплавка, ход поплавка х - перемещение поплавка от нулевой отметки шкалы до рабочего положения поплавка при данном расходе (для ротаметров типа РМ) или от нижнего упора до рабочего положения (для металлических ротаметров), поправка на высоту подъема поплавка h₀