Der stabile und zuverlässige Kern des Metallrohr-Rotor-Durchflussmessers als klassisches Flächenmessgerät stammt aus einem ausgeklügelten mechanischen Gleichgewichtssystem. Es misst nicht direkt den Durchfluss, sondern spiegelt indirekt die Durchflussgröße durch die Messung der Verschiebung des Schwimmers wider, der gesamte Prozess ist eine Kombination von Fluidmechanik und Mechanik.

Kernmechanikmodell: Gleichung des Kraftgleichgewichts

Der Kern seiner Arbeit besteht darin, dass der Schwimmer im kegelförmigen Messrohr ausgeglichen wird. Die Schwimmer werden hauptsächlich von drei Kräften beeinflusst:

Schwerkraft des Schwimmers (G): Vertikal nach unten ist eine konstante Kraft.

Die Schwimmkraft der Flüssigkeit gegenüber dem Schwimmer (F float): vertikal nach oben, gleich dem Gewicht des Schwimmers, der die Flüssigkeit entlässt.

Der Differenzdruckwiderstand der Flüssigkeit gegenüber dem Schwimmer (F-Widerstand): vertikal nach oben, dies ist die Schlüsselvariable. Wenn die Flüssigkeit durch den Ringspalt zwischen dem Schwimmer und der Rohrwand fließt, erzeugt der Druckdifferenz ΔP am oberen und unteren Ende des Schwimmers (der untere Druck ist höher als das obere Ende), wodurch eine nach oben wirkende Kraft erzeugt wird.

Wenn der Durchfluss stabil ist, bleibt der Schwimmer an einer bestimmten Position und alle drei erreichen das Kraftgleichgewicht: G = F float + F blockiert.

Kartenbeziehung zwischen Verschiebung und Verkehr

Wenn der Durchfluss erhöht wird, beschleunigt sich die Flüssigkeitsgeschwindigkeit, und der Druckdifferenzwiderstand F, der auf den Schwimmer wirkt, erhöht sich damit und zerstört sofort das ursprüngliche Gleichgewicht. Da F> G-F schwimmt, steigt die Kraft nach oben und der Schwimmer steigt.

Wenn der Schwimmer steigt, wird die ringförmige Fläche zwischen seiner und der Kegelrohrwand allmählich größer, so dass die Flüssigkeitsströmungsgeschwindigkeit an diesem Ort abnimmt, was zu einer entsprechenden Verringerung des Differenzdruckwiderstands F führt. Bis F so gering ist, dass er den Block G = F + F wieder erfüllt, erreicht der Schwimmer ein neues Gleichgewicht an einer neuen, höheren Position.

Im Gegenteil, wenn der Durchfluss verringert wird, geht der Prozess umgekehrt und der Schwimmer sinkt.

Daher entspricht jede Höhenposition des Schwimmers einer bestimmten ringförmigen Umlauffläche und somit einem bestimmten Durchflusswert. Durch die Übertragung der Verschiebung des Schwimmers an den Indikator, z.B. durch magnetische Kopplung, wird der sofortige Durchfluss auf der Skala intuitiv angezeigt.

Schlussfolgerungen

Das Wesen des Metallrohr-Rotor-Durchflussmessers ist ein mechanisches Rückkopplungssystem, das auf dem Kraftgleichgewicht basiert. Es nutzt die Kegelrohrstruktur, um die Änderung des Durchflusses in eine Verschiebung des Schwimmers umzuwandeln, um die Durchflussfläche durch Verschiebung zu ändern und schließlich ein neues Gleichgewicht zwischen Druckdifferenzwiderstand und Durchfluss zu erreichen, was eine genaue Messung des Durchflusses ermöglicht.