Măsurarea Debitelor cu Ajutorul Rotametrelor

Scopul lucrarii este de a deprinde masurarea debitului de fluide ce trec printr-o conducta cu ajutorul rotametrelor.

Consideratii teoretice

Principiul rotametrului: Rotametrele sunt debitmetre cu diferenta constanta de presiune si plutitor rotativ. Aceste aparate sunt utilizate la masurarea debitelor lichidului si gazelor pe baza deplasarii unui plutitor într-un tub tronconic gradat, dispus vertical, prin care circula fluidul de masurat. Elementele principale ale unui rotametru sunt: tubul tronconic si plutitorul.

Tubul tronconic este un tub calibrat conic, dispus vertical, construit din sticla sau metal. În general conicitatea (Dmax  D) a tuburilor rotametrelor este de 1/100 care corespunde la un unghi de 35, iar în unele cazuri rotametrele au o conicitate de 1/10 corespunzatoare unui unghi de 5°36.

Plutitorul se afla montat în interiorul tubului si are o forma cilindrica, de diferite diametre. Diametrul maxim al plutitorului trebuie sa fie mai mic decât diametrul interior al tubului deoarece el trebuie sa se deplaseze liber pe toata lungimea tubului. Forma si materialul din care se alege plutitorul se alege în functie de gama valorilor de masura ale debitului si respectiv de proprietatile mediului de masura.

Plutitorul are prevazut la partea superioara o serie de fante (sentulete) care au rolul sa imprime o miscare de rotatie si sa le mentina pe axa de miscare a tubului. Aceasta miscare de rotatie are ca efect dispunerea plutitorului în centrul curentului si astfel plutitorul nu atinge peretele tubului. În cazul rotametrelor de dimensiuni mari, când se folosesc plutitoare grele, dirijarea plutitorului se face prin intermediul unei tije de ghidare.

Debitul volumetric de fluid care trece prin rotametru este dat de relatia:

[m3/s]

Se observa ca singurul element variabil din relatia de mai sus este aria sectiunii inelare (A  Ap), respective aria sectiunii transversale a tubului rotametric A. Atunci când tubul are o forma tronconica A variaza liniar cu înaltimea h a tubului si deci se poate scrie: Qv = f(h) relatie care reprezinta relatia functionala fundamentala a rotametrului. Daca se variaza conditiile de lucru ale fluidului care trece prin rotametru de la starea la starea , fara ca vâscozitatea sa varieze prea mult, atunci se vor folosii pentru citirea rotametrelor coeficientii de corectie:

Pentru lichide:

Pentru gaze:

Atunci când un rotametru se foloseste pentru masurarea debitului uni fluid cu alte proprietati fizice decât cele pentru care a fost realizat, este necesar sa se schimbe plutitorul. Forma si dimensiunile lui ramân aceleasi ca la primul plutitor, iar masa lui este:

Debitul va fi:

În aceste relatii s-a notat cu 1 cazul folosirii primului plutitor (al celui original) si cu 2 cazul folosirii celui de al doilea plutitor, iar cu ½ vâscozitatea cinematica a fluidului.

Cu un manometru diferential în forma de U se vor citi presiunile. Se vor citi de asemenea valorile de debit indicate de debitmetrul diferential electromagnetic si de cele doua rotametre.

Modul de lucru

Se vor face masuratori de debit cu ajutorul rotametrelor montate pe reteaua de apa a laboratorului. Pentru diferite debite de fluid circulate prin reteaua de apa se vor face determinari folosind alternativ un rotametru si respectiv doua rotametre.

Prezentarea rezultatelor

Rezultatele obtinute în masurarea debitului de apa de pe retea cu ajutorul unui rotametru, respectiv a doua rotametre, se vor trece în tabelul 7.1.1.

Tabelul 7.1.1. Debitele masurate cu ajutorul rotametrelor