金屬管浮子流量計(jì)用于連續(xù)測(cè)量封閉管道中液體和氣體的體積流量，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、使用維護(hù)方便，能適應(yīng)各種場(chǎng)合，因此廣泛地應(yīng)用于流量測(cè)量和工業(yè)過程控制中。
                           
                        流量計(jì)由傳感器和指示器組成，除就地指示瞬時(shí)流量外，還可遠(yuǎn)傳輸出4～20mADC電信號(hào)，整體采用模塊式組合設(shè)計(jì)，可在現(xiàn)場(chǎng)快速增加上下限開關(guān)
                        、流量累積功能 ，各功能單元板為插裝結(jié)構(gòu)，具有更換部件簡(jiǎn)單、方便、定位準(zhǔn)確的特點(diǎn)。
                            1 為什么要進(jìn)行流量換算
                           
                        制造廠家是用水或空氣來進(jìn)行浮子流量計(jì)的標(biāo)定的。由于實(shí)際應(yīng)用時(shí)介質(zhì)的狀態(tài)和標(biāo)定時(shí)不同，根據(jù)測(cè)量原理，浮子在測(cè)量管中的同一位置所代表的流量值和標(biāo)定時(shí)是不同的，要想正確選擇流量計(jì)的規(guī)格、現(xiàn)場(chǎng)使用好儀表，就要知道它們之間的流量換算關(guān)系。
                           
                        另外浮子流量計(jì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定其精度是相對(duì)于滿量程而言的，所以用戶使用時(shí)，其常用流量應(yīng)達(dá)到滿量程的60%～80%以上較為合理，如果用在50%以下則相對(duì)誤差會(huì)增大，精度受影響，如果流量超過滿量程更是無法正常測(cè)量，因此只有正確進(jìn)行流量換算才能選出適合的儀表。
                            2 換算的依據(jù)

 1.1 金屬管浮子流量計(jì)的工作原理為金屬管浮子流量計(jì)的工作原理示意。在垂直的錐形管中，放置一阻力件，即浮子。當(dāng)流體自下而上穿過錐管時(shí)，受到浮子迎流體積阻擋而產(chǎn)生一個(gè)壓差，從而對(duì)浮子形成向上的作用力，同時(shí)由于流體本身的黏性，對(duì)浮子產(chǎn)生黏性力，當(dāng)這兩個(gè)力的合力大于浮子本身的重力時(shí)，浮子就會(huì)向上升，同時(shí)浮子與錐形管問的環(huán)形流通面積增大，流速減低，此時(shí)浮子對(duì)流體阻力作用減小.當(dāng)浮子受到的力達(dá)到平衡時(shí)，浮子就會(huì)停留在某一高度。傳統(tǒng)的金屬管浮子流量計(jì)設(shè)計(jì)采用經(jīng)典浮子流量公式計(jì)算，即
                                             （1）
                             
                        式中：qv為浮子流量計(jì)的體積流量；α為流量系數(shù)；D0為浮子zui大迎流面的直徑；h為浮子在錐管中的垂直位置；φ為錐形管夾角；Vf為浮子體積；ρf為浮子材料密度；ρ為流體密度；Af為浮子垂直于流向的zui大截面面積。
                              1.2 計(jì)算流體力學(xué)及其控制方程
                              計(jì)算流體力學(xué)（computational fluid
                        dynamics，CFD）是一門利用計(jì)算機(jī)求解描述流體流動(dòng)規(guī)律的控制方程組技術(shù)，涉及到流體力學(xué)、計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)圖形處理等技術(shù)。為了簡(jiǎn)便，以不可壓縮湍流流動(dòng)為例寫出筆者使用的k-ε模型通用形式的流體控制方程。在直角坐標(biāo)系中，流動(dòng)可由連續(xù)性方程和雷諾時(shí)均N-S方程描述，即
                              連續(xù)方程
                                                      （2）
                              雷諾方程
                                           （3）
                              式中：ui為平均速度；P為平均壓力；ν和νt分別為分子黏性系數(shù)和渦黏性系數(shù)。
                              對(duì)高數(shù)湍流，渦黏性系數(shù)的計(jì)算公式為
                              νT=Cμk2/ ε                                        
                              （4）
                              式中：k、ε分別為湍動(dòng)能和耗散率
                             
                              Cμ為無量綱常數(shù)。
                              k和ε由各自的輸運(yùn)方程得到，對(duì)高Re數(shù)問題有K方程
                                                 （5）
                              ε方程
                                             （6）
                              式中：Gk為湍動(dòng)能產(chǎn)生項(xiàng)
                             
                              Dÿ為平均應(yīng)變率張量。
                             
                        筆者的仿真模型建立在已有仿真實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，并針對(duì)以往模型中存在的入口速度剖面為等值面這一不合理設(shè)置，給出合理的圓管入口速度剖面；同時(shí)按照實(shí)際流量計(jì)的構(gòu)造，在流量計(jì)的入口與出口處加入導(dǎo)流架，從而提高了仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。

 近年來，我國化工行業(yè)中采用離子膜法制堿工藝發(fā)展很快，前幾年該裝置大多為全套進(jìn)口，包括在線的各種儀表。現(xiàn)在從設(shè)備到儀表逐漸國產(chǎn)化，這樣既能保證質(zhì)量，同時(shí)可以節(jié)約大量外匯。
                             
                        西北某大型化工廠在建成試生產(chǎn)階段就發(fā)現(xiàn)安裝在陰、陽兩極管道上的兩臺(tái)浮子流量計(jì)工作不正常，指針總在擺動(dòng)，無法讀數(shù)；輸出電流信號(hào)也不穩(wěn)定，難以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的工藝流程調(diào)節(jié)與控制目標(biāo)等，以至影響了正常投產(chǎn)。
                             
                        經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)觀察和分析認(rèn)為：陰極、陽極兩條管道中被測(cè)量的介質(zhì)均為既不均勻、比例又不固定的氣、液雙相介質(zhì)；而流量計(jì)則是常規(guī)型浮子流量計(jì)。
                             
                        浮子流量計(jì)的工作原理之一是浮力定律，也就是與被測(cè)介質(zhì)的密度有關(guān)，密度不穩(wěn)定時(shí)浮子就會(huì)跳動(dòng)。由于本工況液體伴有不定氣體量的情況，產(chǎn)生脈動(dòng)流，導(dǎo)致了流量計(jì)的上述現(xiàn)象。