Le rotomètre à tube métallique, en tant qu'instrument de débit à surface variable classique, tire son noyau stable et fiable d'un système d'équilibrage mécanique sophistiqué. Il ne mesure pas directement le débit, mais reflète indirectement la taille du débit en mesurant le déplacement du flotteur, l'ensemble du processus étant une combinaison de la mécanique des fluides et de la mécanique mécanique.

Modèle mécanique de base: équation de l'équilibre des forces

Le cœur de son travail réside dans l'équilibre des forces du flotteur dans le tube de mesure conique. Le flotteur est principalement soumis à trois forces:

La propre gravité du flotteur (g): verticale vers le bas, est une force constante.

Flottabilité du fluide sur le flotteur (f flottant): verticale vers le haut, égale au poids du fluide évacué par le flotteur.

Résistance différentielle de pression du fluide au flotteur (résistance f): verticale vers le haut, qui est la variable clé. Lorsque le fluide s'écoule à travers la fente annulaire entre le flotteur et la paroi du tube, une différence de pression Δp (pression à l'extrémité inférieure supérieure à l'extrémité supérieure) est créée à l'extrémité supérieure et inférieure du flotteur en raison de l'étranglement, ce qui crée un effort vers le haut.

Lorsque le débit est stable, le flotteur reste dans une certaine position, lorsque les trois atteignent l'équilibre des forces: G = f flottant + F bloquant.

Relation mappée entre déplacement et trafic

Lorsque le débit augmente, le débit de fluide s'accélère et la résistance différentielle f agissant sur le flotteur augmente avec elle, détruisant instantanément l'équilibre initial. Comme f > G - f flotte, la Force résultante monte et le flotteur monte avec lui.

Au fur et à mesure de la montée du flotteur, la surface annulaire entre celui - ci et la paroi du tube conique augmente progressivement, de sorte que le débit de fluide à cet endroit commence à diminuer, ce qui entraîne une diminution correspondante de la résistance différentielle de pression f. Jusqu'à ce que f diminue pour atteindre à nouveau G = f flottant + F résistant, le flotteur atteint un nouvel équilibre dans une nouvelle position plus élevée.

Inversement, lorsque le débit diminue, le processus est inversé et le flotteur descend.

Ainsi, à chaque position en hauteur du flotteur, correspond une certaine surface annulaire de circulation et, à son tour, une certaine valeur de débit. La transmission du déplacement du flotteur à l'indicateur, par example par couplage magnétique, permet d'afficher visuellement le débit instantané sur le cadran.

conclusion

L'essence du rotomètre à tube métallique est un système de rétroaction mécanique basé sur l'équilibre des forces. Il utilise une structure de tube conique qui convertit les changements de débit en déplacement du flotteur, en changeant la zone de circulation par déplacement, ce qui permet finalement à la résistance différentielle de pression de trouver un nouvel équilibre avec le débit, ce qui permet une mesure précise du débit.