Peut-on utiliser un rotamètre à gaz pour les liquides?

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Récemment, j’ai appris un nouveau mot pour ce que je cherche - rotamètre - un appareil qui utilise un poids dans un alésage conique pour mesurer le débit de fluide.

Comment puis-je créer un débitmètre non étalonné pour des débits d'eau de quelques litres par heure?

J'en ai trouvé beaucoup pour les gaz, mais pas beaucoup pour les liquides et aucun pour la gamme que je cherche.

Pour une approximation au premier ordre, dois-je faire plus que comparer la viscosité de l'air à celle de l'eau pour utiliser un air étalonné pour de l'eau?

Les viscosités diffèrent d’un facteur 50 environ. Un rotomètre à gaz de 5 litres / minute serait un rotamètre d’eau de 6 litres par heure.

Mises en garde: dans un compteur à gaz, la perle peut être en plastique, ce qui n’a pas d’effet de flottabilité dans l’air, mais est substantiel dans l’eau. En effet, le plastique pourrait flotter et je devrais utiliser la chose à l'envers. Le plastique d’une densité de 0,9 rendrait le dispositif 10 fois plus sensible.

Selon la teneur en eau, la viscosité peut varier quelque peu. Je vais utiliser de l’eau du robinet plus ou moins pure avec environ 600 ppm de mélanges d’eau dure.

fluid-mechanics Sherwood Botsford
la source
vous opposeriez-vous au remplacement de la perle éventuellement en plastique par une autre en métal pour améliorer la réponse dans l'eau?
fred_dot_u
Que diriez-vous quelque chose comme ça? omega.com/pptst/FL2000.html
Mark
@ Mark exactement ce que je veux à 10 fois le prix. Merci pour le tuyau, bien que je continue à chasser. Je n'ai pas besoin de précision du tout. Juste de la précision.
Sherwood Botsford

Réponses:

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Il y en a qui existent, quelle plage de débit essayez-vous d'utiliser? Un très faible débit (dans la plage litre / heure) serait difficile à dimensionner, car l'incertitude varierait considérablement pour que la chose soit lisible. Ce serait la principale raison pour laquelle ils ne seraient pas proposés avec des débits faibles - l’incertitude. À quoi sert un appareil de mesure si vous ne pouvez pas le lire?

La partie incertitude fonctionne de la manière suivante: pour avoir un coefficient de traînée constant pour un flotteur sphérique, le nombre de Reynolds doit être pratiquement constant et se situer autour de 10 000 Sinon, le coefficient de traînée n'est pas constant et vous avez une grande incertitude:

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Pour avoir un nombre de Reynolds autour de 10 000, à raison de 6 L / h avec de l'eau, il faudrait que la surface transversale de la balle soit d'environ 0,029 mm ^ 2. Ensuite, il y a les tolérances qui seraient associées au fait que le tube se dilate de manière linéaire et que la balle reste dans la section appropriée. Tout cela varierait alors considérablement si le tube se dilatait trop fortement car cela provoquerait des effets d'écoulement compressibles et la température de l'eau changerait.

En bref, utilisez un compteur de déplacement positif ou un compteur de surface variable pour les faibles débits. Il existe une raison pour laquelle il existe différents débitmètres pour différentes applications.

Mark
la source
Je suis confus. Le débitmètre à zone variable et le rotamètre semblent être utilisés comme des synonymes.
Sherwood Botsford
Un rotamètre est une sorte de débitmètre à surface variable, mais il existe d'autres types de débitmètres à surface variable. En particulier, en prenant une palette qui est coincée dans un logement circulaire, la zone ouverte pour l’écoulement variera en fonction de la rotation de la plaque. Un ressort de torsion agissant sur la plaque et résistant à la rotation autour de la broche permettra un équilibre des forces, formant ainsi un dispositif dont la rotation sera liée à l'écoulement. Étant donné que le coefficient de traînée d'une plaque est nettement plus linéaire entre différents nombres de Reynolds et que les taux de ressorts sont mieux contrôlables, il est préférable d'utiliser des taux de flux faibles
Mark
Dans l’ensemble, une recherche Internet sur «les avantages et les inconvénients d’un débitmètre» d’une bonne source répertorie les différents débitmètres et leurs différentes applications. Une de ces sources est débitmètres.fr/… qui, tout en unités impériales, note encore les différentes applications. Ils citent un débitmètre thermique comme le meilleur pour les faibles débits, mais son coût est modeste et il n’est pas très linéaire. D'autre part, ils décrivent les ultrasons comme un moyen de gérer la plupart des débits à un coût raisonnable.
Mark
Bon article - merci. Je ne comprends pas où vous avez obtenu la surface de la balle à 0,029 mm. Ni l'exigence d'un Re de 10000. Ma compréhension limitée de Re est que vous utilisez une «longueur caractéristique», généralement une longueur moyenne telle que la longueur de la ligne de flottaison d'un navire ou la longueur de la corde d'une aile d'avion. 1 litre par heure correspond à environ 5 cm / s dans un tube de 5 mm de diamètre. Si vous avez un alésage conique allant de 5 mm à 10 mm, la zone annulaire entourant un curseur effilé de 5 mm de diamètre et de 1 cm de long passe de 0 à 50 mm2, tandis que la vitesse d'écoulement chute de 5 cm / s à 1 cm / s.
Sherwood Botsford
La longueur caractéristique d'un petit objet (tel qu'une sphère) est sqrt (A). Si vous prenez la vitesse en débit / zone volumétrique, le rapport Re = Q / (v sqrt (A)), avec Q comme débit et v comme viscosité cinématique de l’eau. Ceci peut être résolu pour A en termes de nombre de Reynolds, A = (Q / (v Re)) ^ 2.
Mark