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
F
ГД
. Если эта сила
превышает вес поплавка
G
за вычетом выталки-
вающей силы Архимеда
F
А
, равной весу жидко-
сти в объеме поплавка
W
П
, 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.
S
П
– 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