P
OMIARU STRUMIENIA PRZEPŁYWU ZA POMOCĄ ROTAMETRÓWRotametr jest przyrządem pływakowym. w którym przepływ zachodzi od dołu ku górze, przez rozszerzający się przewód (często stożkowy). Pływak zazwyczaj ma ukośne nacięcia wprowadzające go w ruch obrotowy, co sprzyja stabilizacji jego położenia, gdyż podczas pomiaru jest on zawieszony w poruszającym się płynie.
Równanie przepływu można uzyskać podobnie jak dla zwężek [Jeżowiecka- Kabsch K., Szewczyk H., MECHANIKA PŁYNÓW, PWr, Wrocław, 2001, str. 125-128], przyjmując najpierw, że płynie ciecz doskonała, a następnie wprowadzając doświadczalny współczynnik przepływu C uwzględniający lepkość płynu.
W rotametrze jednak, w przeciwieństwie do zwężek, przepływ odbywa się przy stałej (w rzeczywistości prawie stałej) różnicy ciśnień, ale za to zmienia się pierścieniowe pole przekroju przepływowego. Pole to tworzy ściana rury i krawędź pływaka. W miarę wzrostu strumienia objętości pływak unosi się ku górze i zatrzymuje dopiero wtedy, siły działające na niego znajdą się w równowadze.
Napiszemy zatem najpierw wzór taki sam jak dla zwężki:
ρ
∆
β
p
2
A
1
C
q
s 4 V−
=
, gdzie:β
2=
A
sA
,
A
s – pole przekroju szczeliny między pływakiem i rurą,A
– poleprzekroju poprzecznego rury.
Ciężar pozorny pływaka jest równoważony przez siły ciśnieniowe, a więc:
0
pA
g
V
g
m
p+
p+
p=
−
ρ
∆
,gdzie:
m
p – masa pływaka,A
p – pole rzutu pływaka na płaszczyznę poziomą,V
p – objętośćpływaka,
∆p
– różnica ciśnień przed i za pływakiem.Vp ρ g -mp g p2 p1 ∆p = p1 – p2 qV, ρ
Stąd:
(
)
p p pA
g
V
m
p
ρ
∆
=
−
oraz, po odpowiednich podstawieniach i uporządkowaniu, otrzyma się:
−
−
−
=
p p p 4 p 3 p p VV
m
A
2
A
A
A
A
A
A
1
C
q
ρ
ρ
Wysokość z położenia pływaka ustala się w zależności od
q
V, odpowiednio do zmianywielkości
A
p/A
, która jest funkcjąz
. Współczynnik przepływu, podobnie jak w zwężkach,zależy od liczby Reynoldsa i w dobrych rotametrach ustala się on już od początku skali przyrządu. Zakres pomiarowy rotametrów wynosi zwykle 1 : 10 (zwężki 1 : 5).
Podczas przepływu gazu najczęściej jego gęstość ρx różni się od gęstości ρ gazu
zastosowanego do wzorcowania przyrządu. Wtedy:
x p p p p x p x p p p Vx V
V
m
V
m
V
m
V
m
q
q
ρ
ρ
ρ
ρ
ρ
ρ
−
−
=
−
−
=
Wobec Vpρ/mp << 1 oraz Vpρx/mp << 1 (pływak jest najczęściej metalowy, stąd masa
gazu o objętości pływaka jest mała w stosunku do jego masy), będzie:
x V Vx
q
q
ρ
ρ
=
Tak więc strumień objętości qVx gazu o gęstości ρx otrzyma się, mnożąc wskazanie qV
rotametru wzorcowanego gazem o gęstości ρ przez współczynnik poprawkowy o wartości
x
ρ
ρ . Warunki wzorcowania, umożliwiające obliczenie gęstości ρ, są podawane na rurze rotametru.
!["Żydowskie legendy biblijne", Micha Josef Ben Gurion, Gdynia 1996 : [recenzja]](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP///wAAACH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==)