В этой статье объясняется, что такое ротаметры. Вы узнаете о значении ротаметра, его частях, о том, как работает этот прибор, о различных типах ротаметров и, наконец, о преимуществах и недостатках использования ротаметра.
Что такое ротаметр?
Ротаметр — лабораторный прибор, используемый для измерения расхода жидкости. Проще говоря, ротаметр – это прибор, используемый для определения скорости потока жидкости.
Таким образом, ротаметр является разновидностью расходомера.
Помните, что объемный расход или расход определяется как количество потока в единицу времени, протекающего через секцию трубки.
Обычно ротаметры используются для измерения расхода жидкостей, обычно воды. Хотя их также можно использовать для определения расхода газа.
Части ротаметра
Ротаметр представляет собой коническую трубку, обычно изготовленную из стекла или пластика, с частью внутри, называемой поплавком, которая перемещается вертикально вверх и вниз в зависимости от потока жидкости.
Итак, части ротаметра следующие:
- Поплавок : это деталь, расположенная внутри ротаметра. Поплавок перемещается в ротаметре вертикально в соответствии со скоростью потока жидкости, чем выше скорость потока, тем она выше. Это часть ротаметра, которая отмечает величину расхода жидкости.
- Масштаб : указывает значение измеренного расхода. Ограничение поплавка будет отмечать линию шкалы, соответствующую потоку жидкости.
- Направляющая : часть внутри ротаметра, через которую движется поплавок. Он используется для обеспечения вертикального перемещения поплавка.
- Измерительная трубка : трубка, в которой движется поплавок, состоящая из корпуса ротаметра.
- Нижний упор : это нижний предел поплавка. Если расход не измеряется, поплавок остается в этом положении.
- Верхний стоп : верхний предел поплавка. Рекомендуется, чтобы поплавок не доходил до верхнего упора, чтобы избежать повреждения.
Как работает ротаметр?
Увидев определение ротаметра и его части, мы увидим работу этого устройства, столь распространенного в лабораториях.
Когда жидкость протекает через ротаметр, на поплавок действуют две силы. С одной стороны, жидкость оказывает вертикальную силу вверх, а с другой стороны, вес поплавка представляет собой вертикальную силу, толкающую его вниз. Таким образом, работа ротаметра основана на нахождении точки равновесия между силой, действующей на жидкость, и силой веса поплавка.
Как мы видели в разделе выше, ротаметр изготовлен из конической трубки, поэтому сечение трубки увеличивается по мере подъема поплавка. В результате скорость и сила воздействия жидкости на поплавок уменьшаются.
Таким образом, поплавок поднимется, и в то же время сила жидкости, действующая на поплавок, будет уменьшаться, пока эта сила не станет эквивалентной силе веса поплавка. В это время поплавок останется в равновесии и перестанет двигаться.
Как только поплавок остановится, вы должны посмотреть на шкалу ротаметра, предварительно откалиброванного, чтобы снять показания расхода. Величиной расхода будет число на шкале, совпадающее с верхним пределом поплавка.
Короче говоря, чем выше скорость потока, тем выше поднимется поплавок в ротаметре. И как только поплавок стабилизируется в определенной точке, значение, указанное на ротаметрической шкале, будет значением расхода жидкости.
Примечание: для корректной работы ротаметра он должен находиться в вертикальном положении. В противном случае измерение, отмеченное ротаметром, будет неверным.
Виды ротаметров
Существует несколько типов ротаметров в зависимости от их материала и использования. Ниже вы можете увидеть различные типы ротаметров:
- Продувочный ротаметр – ротаметр для жидкостей с низким расходом и плотностью.
- Стеклянный ротаметр – ротаметр, трубка которого изготовлена из стекла. Этот тип ротаметра служит дольше и позволяет визуализировать внутреннюю часть трубки.
- Пластиковый ротаметр – Пластиковый ротаметр. Они недороги и служат дольше, чем другие типы ротаметров, но бесполезны при больших скоростях потока.
- Металлический ротаметр : идеальный ротаметр для измерения потоков при высоких температурах и давлениях. Диапазон его измерений, как правило, очень широк.
- Байпасный ротаметр : ротаметр, который используется только для измерения скорости потока в мембране.
- Акриловый ротаметр : ротаметр небольшого диаметра, очень полезный для точного измерения расхода.
- Ротаметр с электрическими преобразователями . В этом типе ротаметра используется магнитная система для отслеживания изменений, возникающих на входе потока в трубку.
- Ротаметр с пневматическим преобразователем : этот тип ротаметра выполняет измерения с использованием магнитного механизма.
Преимущества и недостатки ротаметра
В этом последнем разделе мы проанализируем преимущества и недостатки ротаметра, поскольку по своим характеристикам он в определенных ситуациях лучше других типов измерительных приборов.
Преимущества ротаметра заключаются в следующем:
- Ротаметр не требует электрической энергии. Большим преимуществом ротаметров является то, что для их использования не требуется никакой внешней энергии, их работа основана на механическом принципе.
- Это очень простой в использовании лабораторный прибор.
- Ротаметр – дешевое устройство по сравнению с другими счетчиками.
- Шкала ротаметра практически линейна, что облегчает считывание показаний.
С другой стороны, ротаметр имеет следующие недостатки:
- Шкала ротаметра требует калибровки. Поэтому шкала ротаметра будет эффективна только для определенного вещества. При замене жидкости ротаметр также необходимо заменить или откалибровать заново.
- Для выполнения измерения ротаметр должен быть ориентирован полностью вертикально. Действительно, работа ротаметра зависит от силы тяжести, действующей на поплавок.
- При считывании измерений легко ошибиться, поскольку поплавку трудно оставаться полностью неподвижным, он слегка перемещается. Кроме того, предел плавучести может находиться между двумя отметками ротаметрической шкалы.
- Как правило, считывание не может быть автоматизировано с помощью машины, но измерения необходимо считывать вручную.
- Если жидкость очень темная, это может затруднить считывание показаний.