Стр. 54 - Лабораторный практикум по гидравлике и гидромашинам

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ГИДРАВЛИКЕ И ГИДРОМАШИНАМ
54
Ротаметры. Ротаметр (рис. 45) пред-
ставляет собой вертикально установленную
трубку, в которую помещен поплавок. Удельный
вес поплавка П больше удельного веса проте-
кающей жидкости Ж.
При движении по трубке снизу вверх
жидкость воздействует на поплавок некоторой
гидродинамической силой FГД. Если эта сила
превышает вес поплавка G за вычетом выталки-
вающей силы Архимеда F А, равной весу жидко-
сти в объеме поплавка WП, то поплавок всплыва-
ет. При этом увеличивается площадь S кольце-
вой щели для протекания жидкости, а величина
гидродинамической силы уменьшается. Когда
наступит равновесие сил, действующих на по-
плавок, его всплытие прекращается. Таким обра-
зом, имеется определенная зависимость между высотой всплытия поплавка и
расходом через ротаметр. Для наблюдения за положением поплавка конусная
трубка выполняется обычно прозрачной и снабжается шкалой.
Уравнение равновесия поплавка:
0
ГД А    F FG, (5.7)
или подробнее
0 Δ γ γ П ПЖ ПП   pS W W, (5.8)
где p– перепад давления на поплавке, обусловленный сопротивлением коль-
цевого сечения, образованного поплавком и трубкой. SП – площадь поперечного
(лобового) сечения поплавка:
Отсюда п
ж п п)γ γ(
Δ
S
W
p


.
Исходя из известной формулы истечения, расход жидкости в трубке ро-
таметра определим как
ЖП
Ж П П
Ж γ
)γ γ( 2
μ
γ
Δ
2 μ
S
gW
S
p
g S Q

  ,
где  – коэффициент расхода.
Измерение расхода ротаметром основывается на использовании связи
между расходом и положением поплавка в конической трубке. Характер этой
связи зависит от угла конусности трубки, формы и веса поплавка, вязкости
жидкости и обычно устанавливается путем индивидуального градуирования
ротаметров. Градуирование заключается в опытном определении высоты поло-
жения поплавка при различных значениях расхода жидкости через трубку
прибора.
По результатам опыта строится график Q = f(n) , где п – число делений
Рис. 45