渦輪流量計是一種速度式儀表,它是以動量矩守恒原理為基礎的,流體沖擊渦輪葉片,使渦輪旋轉,渦輪的旋轉速度隨流量的變化而變化,最后從渦.輪的轉數求出流量值,通過磁電轉換裝置(或機械輸出裝置)將渦輪轉速變化成電脈沖,送入二次儀表進行計算和顯示,由單位時間電脈沖數和累計電脈沖數反映出瞬時流量和累計流量(見圖1)
所以,由動量矩定理可知,渦輪的運動微分方程為:
式中:J為渦輪的轉動慣量;w為渦輪的旋轉角速度;∑M為作用在渦輪上的合力矩。
在正常工作條件下,可認為管道內的流體流量不隨時間變化,即渦輪以恒定的角速度ω旋轉,這樣就有
那么渦輪的運動微分方程變為:
∑M=M-∑Mi=0,(2)
這里把∑M分成了兩部分,即驅動渦輪流量計旋轉的驅動力矩M和阻礙渦輪旋轉的各種阻力矩∑Mi。通過分析計算,驅動力矩為
式中:θ為葉片與軸線之間的夾角;r為渦輪平均半徑;A為管道流通面積;ρ為流體密度;ω為渦輪的旋轉角速度;qv為通過管道的流量。
將式(3)代入(2)中得:
|