El medidor de flujo del rotor del tubo metálico, como un medidor de flujo clásico de área variable, su núcleo estable y confiable proviene de un exquisito sistema de equilibrio mecánico. No mide el flujo directamente, sino que refleja indirectamente el tamaño del flujo midiendo el desplazamiento del flotador. todo el proceso es una combinación de mecánica de fluidos y mecánica.
Modelo mecánico central: ecuación de equilibrio de fuerzas
El núcleo de su trabajo es el equilibrio de fuerza del flotador en el tubo de medición cónico. El flotador se ve afectado principalmente por tres fuerzas:
Gravedad propia del flotador (g): vertical hacia abajo, es una fuerza constante.
Flotabilidad del líquido frente al flotador (flotación f): vertical hacia arriba, igual al peso del flotador que drena el líquido.
Resistencia diferencial de presión del fluido a la flotación (resistencia f): vertical hacia arriba, esta es la variable clave. Cuando el líquido fluye a través de la brecha circular entre el flotador y la pared del tubo, debido a la acción de estrangulamiento, se produce una diferencia de presión△ P en el extremo superior e inferior del flotador (la presión en el extremo inferior es superior a la del extremo superior), lo que produce una fuerza ascendente.
Cuando el flujo es estable, el flotador se queda en una determinada posición, cuando los tres alcanzan el equilibrio de fuerza: G = f flotante + F resistencia.
Relación de mapeo entre desplazamiento y flujo
Cuando el flujo aumenta, la velocidad del flujo del fluido se acelera, y la resistencia diferencial de presión F que actúa sobre el flotador aumenta, destruyendo instantáneamente el equilibrio original. Debido a la flotación F > G - f, la fuerza conjunta sube y el flotador sube.
A medida que el flotador sube, el área anular entre él y la pared del tubo cónico aumenta gradualmente, lo que hace que la velocidad del flujo de líquido en este lugar comience a disminuir, lo que resulta en una reducción correspondiente de la resistencia diferencial de presión f. Hasta que F se reduce a satisfacer nuevamente la resistencia G = f float + f, el flotador alcanza un nuevo equilibrio en una posición nueva y superior.
Por el contrario, cuando el flujo disminuye, el proceso es inverso y el flotador disminuye.
Por lo tanto, cada posición de altura del flotador corresponde a un área de circulación circular específica, que a su vez corresponde a un valor de flujo específico. El desplazamiento del flotador se transmite al indicador a través del Acoplamiento magnético y otros medios, lo que puede mostrar intuitivamente el flujo instantáneo en el dial.
conclusión
La esencia del medidor de flujo del rotor del tubo metálico es un sistema mecánico de retroalimentación basado en el equilibrio de fuerza. Utiliza una estructura de tubo cónico para transformar el cambio de flujo en un desplazamiento de flotación, cambiando el área de circulación a través del desplazamiento, lo que finalmente logra un nuevo equilibrio entre la resistencia diferencial de presión y el flujo, logrando así una medición precisa del flujo.