雷诺数与流量计有何关系？
时间：2020-03-26 02:03:50
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在典型的实验室或中试工厂中，流量测量会带来一些异常问题。不可避免地，管道很小，流速很低，这些因素带来了一些独特的问题。从流体中获得的低能量和流量计组件的小型化是最明显的，但是流体方面的考虑也可能令人生畏。
对于管道中的流动，雷诺数（Re /参见下面的图1）是一个无量纲的数学术语，它考虑了密度，粘度，速度，压力和其他各种运行参数。除了层流流量计依赖于测量低雷诺数的流体外，大多数传统的涡轮式流量计都需要湍流，这等于更高的雷诺数。
图1.雷诺数
因此，低流量通常等同于层流，并且流体的相对特性更像是糖水而不是水。最早成功的低流量计量技术可能是在透明锥形管中垂直安装的球（请参见下面的图2）。这在高雷诺数和低雷诺数下均适用。在这种类型的仪表中，将球或异型浮子安装到带有孔的管上，该孔在其长度上会改变其横截面积。随着流量的增加，浮子会升起并朝着标定的刻度尺上升。由于系统中的能量较低，重力被用作对浮子的反作用力以及浮子的相对浮力以及被计量流体的粘度和密度。显然，如果液体的粘度或密度发生变化，则浮子上的阻力或升力会限制此类仪表的精度。为了获得最佳性能，必须对这些仪表进行校准并在其实际工作条件下使用，因为工作条件的微小变化会导致流量读数的变化不成比例。通常，这些仪表不会提供用于远程仪表或总计的输出。一些可变面积仪表使用弹簧作为反作用力，并使用磁力跟随器连接外部指示器。这些功能使仪表可以在任何姿势下与不透明的液体和潜在的高压管线一起使用。
图2.垂直安装在透明锥形管中的球。典型目标应用：非透明流体的低成本本地指示。
流量计的另一项早期发展是使用层流元件的差压流量计。大多数差压流量计要求雷诺数更高的流体才能有效工作。雷诺数低于2000时，流动称为层流。可视化的最简单方法是对正在打开的厨房水槽上的水龙头进行成像。在层流低时，水像冰柱一样清澈。当水龙头进一步打开时，水的湍流和外观会变得粗糙。当液体在带有湍流的导管中流动时，沿管道长度的压降可以显示为平方律，即流量每增加一倍，压降就会增加三倍。雷诺数低时，压降与流量呈线性关系。层流流量计通过故意使这些线性元件产生易于测量的压降而利用这种现象，并且压差读数与产量直接相关。
