雷諾數與流量計有何關系？
時間：2020-03-26 02:03:50
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在典型的實驗室或中試工廠中，流量測量會帶來一些異常問題。不可避免地，管道很小，流速很低，這些因素帶來了一些獨特的問題。從流體中獲得的低能量和流量計組件的小型化是最明顯的，但是流體方面的考慮也可能令人生畏。
對于管道中的流動，雷諾數（Re /參見下面的圖1）是一個無量綱的數學術語，它考慮了密度，粘度，速度，壓力和其他各種運行參數。除了層流流量計依賴于測量低雷諾數的流體外，大多數傳統的渦輪式流量計都需要湍流，這等于更高的雷諾數。
圖1.雷諾數
因此，低流量通常等同于層流，并且流體的相對特性更像是糖水而不是水。最早成功的低流量計量技術可能是在透明錐形管中垂直安裝的球（請參見下面的圖2）。這在高雷諾數和低雷諾數下均適用。在這種類型的儀表中，將球或異型浮子安裝到帶有孔的管上，該孔在其長度上會改變其橫截面積。隨著流量的增加，浮子會升起并朝著標定的刻度尺上升。由于系統中的能量較低，重力被用作對浮子的反作用力以及浮子的相對浮力以及被計量流體的粘度和密度。顯然，如果液體的粘度或密度發生變化，則浮子上的阻力或升力會限制此類儀表的精度。為了獲得最佳性能，必須對這些儀表進行校準并在其實際工作條件下使用，因為工作條件的微小變化會導致流量讀數的變化不成比例。通常，這些儀表不會提供用于遠程儀表或總計的輸出。一些可變面積儀表使用彈簧作為反作用力，并使用磁力跟隨器連接外部指示器。這些功能使儀表可以在任何姿勢下與不透明的液體和潛在的高壓管線一起使用。
圖2.垂直安裝在透明錐形管中的球。典型目標應用：非透明流體的低成本本地指示。
流量計的另一項早期發展是使用層流元件的差壓流量計。大多數差壓流量計要求雷諾數更高的流體才能有效工作。雷諾數低于2000時，流動稱為層流。可視化的最簡單方法是對正在打開的廚房水槽上的水龍頭進行成像。在層流低時，水像冰柱一樣清澈。當水龍頭進一步打開時，水的湍流和外觀會變得粗糙。當液體在帶有湍流的導管中流動時，沿管道長度的壓降可以顯示為平方律，即流量每增加一倍，壓降就會增加三倍。雷諾數低時，壓降與流量呈線性關系。層流流量計通過故意使這些線性元件產生易于測量的壓降而利用這種現象，并且壓差讀數與產量直接相關。
