Back مقياس تدفق Arabic Cabalímetre Catalan Průtokoměr Czech Flowmåler Danish Durchflusssensor German Flow meter English Caudalímetro Spanish Débitmètre French Mjerenje protoka Croatian Ծախսաչափ HY
Fluometro[1], aŭ debitsentilo[2], aŭ ankoraŭ debitmezurilo, estas mezurilo por taksi "materikvanton dum tempounuo fluantan tra donita surfaco" (neologisme: por mezuri la "debiton").
Tradicie debitmezuriloj estas dividitaj en du aroj. Unue la aro de masdebito kaj due la aro de volumendebito. Inter ambaŭ ekzistas simpla rilato en kazo de malkunpremeblaj fluidoj. En kazo de kunpremeblaj gasoj la rilato inter ambaŭ estas pli kompleksa.
En la unua kazo la masdebito Qm havas la mezurunuon kg/sec, kaj la volumendebito Qv havas la unuon m3/sec.
Por fluidoj kun konstanta denso, oni uzas la sekvajn rilatojn:
m = ρV
Qm = ρQv ,
kie:
m = maso en kg
ρ = denso en kg/m3
V = volumeno en m3 .
Pro la fakto ke gasoj estas kunpremeblaj faliĝas tiu simpla rilato, kiu ekzistas por fluidoj. La ŝanĝo de premo kaj temperaturo ŝanĝas la volumenon de difinita gaskvanto. Tial ĉiam estas necese mencii la staton (P kaj T) de la gaso aŭ rekalkuli la debiton al normaj kondiĉoj (P = 1 baro kaj T = 273 K), per uzado de la ekvacio de ideala gaso:
PV/T = nR ,
kie:
n = kvanto de moloj
R = universala gaskonstanto
.
La viskozeco de ia fluido estas mezuro por la reciproka influo de fluidpartikloj. La bremsado de difinita fluidtavolo kaŭzas la malakceladon de ĉirkaŭaj fluidtavoloj. Ju pli alta la reciproka influo des pli alta la koeficiento de la viskozeco. Tiel oleo havas pli altan koeficienton de la viskozeco ol akvo.
La dinamika viskozeco η estas esprimata en Pa.s aŭ Ns/m2. La teĥnika unuo estas la Poise (P), 1 Poise = 0,1 Pa.s = 0,1 N.s/m2 aŭ 1 centiPoise = 0,001 Pa.s
La viskozeco estas tre temperaturdependa.
La sekva tabelo donas kelkajn valorojn por oleo kaj akvo.
| Temperaturo [oC] |
Oleo [Poise] |
Akvo [centiPoise] |
|---|---|---|
| 0 | 53 | 1.8 |
| 20 | 9.9 | 1 |
| 40 | 2.3 | 0.66 |
| 60 | 0.8 | 0.47 |
| 80 | 0.3 | 0.36 |
| 100 | 0.17 | 0.28 |
La kinematika viskozeco υ estas elkondukata el la dinamika viskozeco per aldoni de la denso ρ tiel:
υ = η / ρ ,
ĝia teĥnika unuo estas la Stokes (St). 1 Stokes = 10−4 m2/s
Osborne Reynolds montris, ke ekzistas du tutaj diferencaj flureĝimoj, per injektado de kolorfluido preter la akslinio de la fluo kun la intenco videbligis la fluliniojn. Ĉe debito, kiam la rapideco en la tubo havas malaltan valoron, la kolorfluido formas rektan linion. La kolorfluido ne miksiĝas kun la ĉirkaŭa fluido. Ĉi tiu signifas ke la fluo en la tubo fluas en paralelaj fluidtavoletoj sen miksiĝas. Tia fluo estas nomata flulinia movo. Ĉe rapidigi de la debito (kun pli alta valoron de rapideco) la kolorfluidaj linioj ne plu estas rektaj sed ili komencas oscili. Tamen la kolorfluido ankoraŭ ne miksiĝas kun la ĉirkaŭa fluido. Nur kun altegaj valoroj de rapideco la kolorfluido tute miksiĝas kun la fluido en la tubo. Tia fluo estas nomata turbula fluo.
Ne nur la valoro de averaĝa rapideco en la tubo difinas la flureĝimon sed ankaŭ la tubdiametro kaj la fluidviskozeco havas influojn. Ju pli granda la tubdiametro D kaj ju pli alta la averaĝa rapideco v, des pli rapide estigas la turbula flureĝimo. Plue, malaltigado de la valoron de viskozeco (υ aŭ η) ankaŭ plirapidigas la formigado de turbula flureĝimo. La nombro de Reynolds grupigas ĉi tiujn tri parametrojn:
Re = vD/υ = vDρ/η .
La nombro de Reynolds donas la rilaton inter la inertecaj fortoj (en proporcio kun vDρ) kaj la viskozecaj fortoj (en proporcio kun η)
Ĉe malaltaj valoroj de Re la fluo estas flulinia. Ĉe altaj valoroj de Re ĝi estas turbula. La transiro de flulinia al turbula fluo ne ĉiam okazas ĉe la sama ekzakta Re-nombro. Ekzistas transirreĝimo ĉe kiu la fluo ne plu estas laminera nek ekzakta turbula. La kritika valoro de la Re-nombro Rec,ĉe kiu regas la transirreĝimo, ne povas esti difinata ekzakte. Por la fluo en tuboj 2000 < Rec < 4000. Ju pli alta la valoro de Re, des pli unuforma la rapidecdividado. Ja, ĉe linia fluo, la fluidtavoleto ĉe la tubvando, sub influo (frotado) de ĉi tiu tubvando, preskaŭ estas senmova. Sed irante en la direkto de la tubcentro la fluidtavoletoj rapidiĝis. La averaĝa rapideco en la tubo estas vmax / 2.
Se la viskozecvaloro estas malalta kaj Re do pli alta, la fluidtavoletoj malpli bremsiĝas, tiel ke la maksimuma rapideco jam ekzistas apud la tubvando. Nun la averaĝa rapideco estas 0.8vmax. Praktike la fluo estas preskaŭ ĉiam turbula.