Расходомеры постоянного перепада давления

Наиболее распространенными приборами группы расходомеров постоянного давления являются ротаметры. Они состоят из конусной трубки, внутри которой передвигается поплавок (рис. 2.3).

Проходя через ротаметр снизу вверх, жидкость или газ подымает поплавок до той поры, пока кольцевая щель между телом поплавка и стенками контурной трубки не достигнет величины, при которой силы, действующие на поплавок, уравновешиваются. Поплавок устанавливается на той или иной высоте в зависимости от величины расхода.

Поплавок уравновешенный, когда

или

где F _Т – сила тяжести; Р ₂ - среднее давление течения на поплавок сверху; Р ₁ - среднее давление течения на поплавок снизу; S - площадь наибольшего поперечного сечения поплавка; F_Тр - сила трения течения о поплавок.

Если принять, что при всех расходах F_Тр остается постоянной, то и разность давлений на поплавок . То есть, ротаметр является прибором постоянного перепада давления.

Уравнение расхода ротаметра имеет вид

,

где a – коэффициент расхода; S _к – площадь кольцевого отверстия, которое образовано конусной трубкой и верхней частью поплавка.

Поскольку величины под корнем практически можно считать постоянными, то их заменяем коэффициентам K, тогда

.

Эта зависимость линейная, и поэтому шкала ротаметра будет равномерной.

Ротаметрами можно измерять небольшие расходы, потери давления в них незначительные и не зависят от величины расхода, но вещество должно проходить через прибор только снизу вверх.