彎管流量計(jì)的工作原理

彎管流量計(jì)同屬于差壓式流量計(jì)的范疇，彎管傳感器是利用流體的慣性原理產(chǎn)生差壓的。當(dāng)流體通過彎管時(shí),由于受彎管的約束流體被迫作類似的圓周運(yùn)動,流體在作圓周運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生的離心力作用于彎管的內(nèi)外兩側(cè),使彎管傳感器內(nèi)外兩側(cè)之間產(chǎn)生一個(gè)壓力差，該壓力差的大小與流體的密度有關(guān)，與流體的平均流速有關(guān)，與流體作圓周運(yùn)動的曲率半徑有關(guān)。他們之間遵循作圓周運(yùn)動物體都必須遵循的牛頓運(yùn)動定律的有關(guān)規(guī)律。

彎管流量計(jì)的研制成功，具有堅(jiān)實(shí)的理論研究基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)研究基礎(chǔ)。在理論研究方面主要是通過直接求解流體流過彎管的微分方程數(shù)值解的方法，全面揭示流體流經(jīng)彎管的流動規(guī)律。在實(shí)驗(yàn)研究方面既有實(shí)驗(yàn)室的大量實(shí)驗(yàn)研究，又有在國家流量檢定站對不同介質(zhì)的流量測量的權(quán)威驗(yàn)證。

理論研究和大量的實(shí)驗(yàn)研究表明：由于彎管的導(dǎo)流作用，流經(jīng)彎管的流體呈現(xiàn)了非常復(fù)雜的流動狀態(tài)。通過求取納維--斯托克斯微分方程數(shù)值解，可以動畫顯示出這種流動狀態(tài)主要包括沿主管道方向的主流動、垂直于主流動的雙螺旋二次流動及出口漩渦等主體內(nèi)容，具有很強(qiáng)的規(guī)律性。（彎管流量計(jì)）

根據(jù)對真實(shí)粘性流體通過彎管內(nèi)、外側(cè)壓力差成正比例關(guān)系，具有很好的相關(guān)性。根據(jù)量綱分析原理，流過彎管的平均流速與彎管內(nèi)、外側(cè)的壓力差可由下式給出：（彎管流量計(jì)）

流體在某一溫度某一壓力的條件下流過一個(gè)管道，當(dāng)其流經(jīng)轉(zhuǎn)彎時(shí)，該流體將做相應(yīng)的圓周旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。根據(jù)流體強(qiáng)制旋流理論，流體在管道內(nèi)作圓周運(yùn)動與固體在空間狀態(tài)下作圓周運(yùn)動類似，因此流體必然會產(chǎn)生慣性離心力，該離心力的大小與流體的流速、流體的密度以及作圓周運(yùn)動的曲率半徑等因素有關(guān)。（彎管流量計(jì)）

　　由于彎管傳感器曲率半徑是已知的，流過彎管傳感器的流體密度又可通過對流體的溫度、壓力等參數(shù)的測定利用主機(jī)的計(jì)算機(jī)準(zhǔn)確地求得，因此在彎管傳感器上產(chǎn)生的離心力的大小就只是流體流速的函數(shù)。只要測出離心力的大小，就可測出流體在管道內(nèi)的流速，將流速乘以管道的截面積和流體的密度，流體的流量即可計(jì)算確定。其計(jì)算關(guān)系如下：（彎管流量計(jì)）

　　式①給出了流過彎管流體的平均流速和差壓值的函數(shù)表達(dá)式：

　　V=a[（P1-P2）/ρ]β ①

　　其中：V是流體的平均流速；a是綜合流量系數(shù)，a=f（彎管彎徑比、雷諾數(shù)、介質(zhì)動力粘度、管道粗糙度等），其中尤以彎徑比的影響最為重要:P1-P2是彎管內(nèi)、外側(cè)壓力差；ρ是流體的密度；β是指數(shù)；（彎管流量計(jì)）

　　計(jì)算出平均流速V,就可得出計(jì)算流量的函數(shù)表達(dá)式:

　　Q=S*V*ρ ②

　　式中：S是彎管橫截面積；V是流體的平均流速；適用范圍：（彎管流量計(jì)）

　　1、公稱直徑：25mm≤DN≤2000mm

　　2、公稱壓力：PN≤10MPa

　　3、介質(zhì)溫度：t≤450℃

　　4、雷諾數(shù)范圍：ReD>104（彎管流量計(jì)）

　　5、 精度等級：1級，1.5級

　　6、 R/D≥1.25