금속관 로터 유량계는 고전적인 변면적식 유량 계기로서 그 안정적이고 신뢰할 수 있는 핵심은 정교한 역학 균형 시스템에서 비롯된다.그것은 유량을 직접 측정하는 것이 아니라 부자의 변위를 측정하여 유량의 크기를 간접적으로 반영하며, 전체 과정은 유체 역학과 기계 역학의 결합이다.

핵심 역학 모형: 힘 균형 방정식

그 작업의 핵심은 원추형 측정 튜브에서 부자가 힘을 받아 균형을 이루는 데 있다.찌는 주로 세 가지 힘의 작용을 받는다.

부동 자체 중력 (G): 수직으로 아래로 내려가는 상수 힘입니다.

플로터에 대한 유체의 부력 (F 부): 수직으로 위로 올라가면 플로터가 유체를 배출하는 무게와 같습니다.

플로터에 대한 유체의 압차 저항(F 저항): 주요 변수인 수직 상향입니다.유체가 부자와 관벽 사이의 고리형 틈새를 지날 때 절류작용으로 부자의 상하단에 압력차 P (하단의 압력이 상단보다 높음) 가 발생하여 상향작용력이 발생한다.

유량이 안정되면 부동자는 어느 한 위치에 머물게 되는데 이때 3자는 힘의 균형에 도달한다. 즉 G = F 부상 + F 저항이다.

변위와 트래픽의 매핑 관계

유량이 커지면 유체의 유속이 빨라지고 부자에 작용하는 압차저항F가 따라서 커지면서 순식간에 원래의 균형을 파괴한다.F>G-F가 뜨기 때문에, 합력이 위로 올라가면 부자가 따라서 상승한다.

부자가 상승함에 따라 원추형 파이프 벽과의 링 면적이 점차 커지면서 이 곳의 유체 유속이 떨어지기 시작하여 압차 저항 F도 상응하게 감소한다.F가 G = F 부상 + F 저항을 다시 충족시킬 때까지 줄어들면 부자는 새, 더 높은 위치에서 새로운 균형을 이룬다.

반대로 유량이 줄어들면 과정이 반대로 부자가 떨어진다.

따라서 플로터의 모든 높이 위치는 특정한 고리형 유통 면적에 대응하고 나아가 특정한 유량 값에 대응한다.마그네틱 결합 등을 통해 플로터의 변위를 표시기에 전달하면 눈금판에 순간 유량을 직관적으로 표시할 수 있다.

결론

금속관 로터 유량계의 본질은 힘 균형에 기반한 기계식 피드백 시스템이다.이는 원추형관구조를 리용하여 류량의 변화를 부자변위로 전환시키고 변위를 통해 류통면적을 개변하여 최종적으로 압차저항과 류량이 새로운 균형을 이루게 함으로써 류량의 정확한 측정을 실현한다.