Турбинные расходомеры.
Турбинные расходомеры работают за счет скоростного напора топлива, и подразделяется на прямоточные (аксиальные) и тангенциальные.
Аксиальные
расходомеры хорошо работают при больших
расходах. С уменьшением расхода возрастает
скольжение турбины относительно потока
и погрешность замера возрастает.
Гарантированная погрешность не более
1,5% , если отношение максимального расхода
к минимальному
не превышает 10.
Расходомеры с
тангенциальным подводом топлива имеют
более широкий диапазон измерений.
Погрешность 1,5% гарантируется при условии
.
Турбинные расходомеры малочувствительны к загрязнениям топлива, способны измерять расходы на неустановившихся режимах работы как дизельных, так и бензиновых двигателей.
К недостаткам следует отнести увеличение погрешности измерений с уменьшением расхода. Турбинные расходомеры имеют, так называемый, нулевой расход, при котором из-за скольжения турбины относительно потока она не вращается. При нулевом расходе погрешность измерений стремится к бесконечности.
Ротаметрические расходомеры.
Ротаметрический расходомер представляет собой конусную стеклянную или металлическую трубку с сердечником в ней, который изготовлен из материала с плотностью большей, чем плотность протекающей через ротаметр среды.
Формы сердечников выбирают таким образом, чтобы они были устойчивы в потоке и имели возможно меньшую боковую поверхность для уменьшения силы трения, зависящей при равенстве других факторов от вязкости среды.
В условиях
установившегося расхода на сердечник
сверху вниз действует сила веса G
, а снизу вверх – выталкивающая сила
,
сила трения
и сила динамического напора
.
Так как сердечник находится во взвешенном
состоянии, должно сохраняться равенство
Поскольку
,
то и
Выполнение этого
условия возможно только при сохранении
постоянства скорости среды в кольцевом
сечении между трубкой и сердечником.
То-есть, при любом установившемся расходе
скорость в кольцевом сечении
.
Между тем расход
,
где
–
площадь кольцевого сечения. Для конусной
трубки
,
где
–
коэффициент, зависящий от конусности
трубки, ее начального диаметра и
наибольшего диаметра сердечника.
–
высота подъема
поплавка в трубке.
Тогда
Здесь
–
коэффициент, обобщающий все постоянные
величины.
Таким образом, высота подъема сердечника в трубке обусловлена величиной расхода через ротаметр. На практике боковую поверхность трубки калибруют в единицах расхода.
К преимуществам ротаметрических расходомеров относят простоту конструкции, наглядность показаний, нечувствительность к загрязнениям топлива, возможность работы на неустановившихся режимах. Кроме того, ротаметры не имеют трущихся сопряжений (цилиндр и поршень, подшипники), а, следовательно, не изнашиваются и не меняют своих характеристик в процессе эксплуатации.
Недостатки следующие:
– может работать только в вертикальном положении с отклонением от вертикали не более 2 градусов, иначе резко увеличивается погрешность измерений из-за потери центровки сердечника;
– результаты измерений зависят от вязкости и плотности топлива, причем при переходе с бензина на дизельное топливо погрешность может достигать 5…7%.
Типовая погрешность ротаметров при измерении расходов одного вида топлива составляет 1,5…3,0%.