로타미터(Rotameter)는 액체와 기체의 흐름을 측정할 수 있는 장치이다.일반적으로 로타미터는 플라스틱, 유리 또는 금속으로 만들어진 튜브로, 튜브 내 유체 흐름에 선형적으로 반응하는 플로트와 결합되어 있습니다.
관련 방정식의 사용으로 인해 OMEGA™ 실험실 로터미터는 더욱 다양해졌습니다.로터미터의 장점은 긴 측정 범위, 낮은 압력 강하, 쉬운 설치 및 유지 관리, 선형 스케일 등입니다.
위와 같은 장점 때문에 가장 널리 사용되는 가변면적유량계는 로타미터(rotameter)이다.테이퍼형 튜브로 구성됩니다.유체가 튜브를 통과하면 플로트가 올라갑니다.체적 유량이 클수록 플로트에 더 많은 압력이 가해져 플로트가 더 높아집니다.액체에서는 흐르는 액체의 속도가 부력과 결합되어 플로트를 증가시킵니다.가스의 경우 부력은 무시할 수 있으며 플로트의 높이는 주로 가스 속도와 그에 따른 압력에 따라 설정됩니다.
일반적으로 파이프는 수직으로 설치됩니다.흐름이 없을 때는 플로트가 바닥에서 멈추지만, 튜브 바닥에서 유체가 위로 흘러오르자 마자 플로트가 상승하기 시작합니다.이상적으로 플로트가 통과하는 높이는 유체 속도와 플로트와 파이프 벽 사이의 환형 영역에 비례합니다.플로트가 상승함에 따라 환형 개구부의 크기가 증가하여 플로트 전체의 압력 차이가 줄어듭니다.
유체 흐름에 의해 가해지는 위쪽 힘이 플로트의 무게와 균형을 이루면 시스템은 평형에 도달하고 플로트는 고정 위치에 도달하며 플로트는 유체 흐름에 의해 정지됩니다.그런 다음 특정 유체 유량의 밀도와 점도를 읽을 수 있습니다.물론, 로타미터의 크기와 구성은 용도에 따라 달라집니다.모든 것이 올바르게 교정되고 크기가 조정되면 플로트 위치에 따라 스케일에서 유량을 직접 읽을 수 있습니다.일부 로터미터에서는 밸브를 사용하여 유량을 수동으로 조정할 수 있습니다.초기 설계에서는 가스 및 유체 압력의 변화에 ​​따라 프리 플로트가 회전했습니다.회전하기 때문에 이러한 장치를 로타미터라고 합니다.
Rotameter는 일반적으로 일반 유체(공기 및 물)에 대한 교정 데이터와 직접 판독 스케일을 제공합니다.다른 유체와 함께 사용되는 로터미터의 크기를 결정하려면 이러한 표준 형식 중 하나로 변환해야 합니다.액체의 경우 물 등가물은 gpm입니다.가스의 경우 공기 흐름은 분당 표준 입방피트(scfm)와 동일합니다.제조업체는 일반적으로 이러한 표준 유량 값에 대한 교정 표를 제공하고 이를 회전자 크기를 결정하는 데 사용되는 계산자, 노모그램 또는 컴퓨터 소프트웨어와 함께 사용합니다.
기본 로타미터는 유리관 표시기형입니다.튜브는 붕규산 유리로 만들어지며 플로트는 금속(보통 내식성 스테인레스 스틸), 유리 또는 플라스틱으로 만들어질 수 있습니다.부표는 일반적으로 날카롭거나 측정 가능한 모서리를 가지고 있으며 이는 눈금의 특정 판독값을 가리킵니다.Rotameter에는 용도에 따라 엔드 피팅이나 커넥터가 장착되어 있습니다.하우징 또는 단자 피팅 유형에 관계없이 일반적으로 유사한 유리관과 스테인리스강 플로트 조합을 사용할 수 있습니다.튜브플로트 어셈블리가 실제로 측정을 수행하기 때문에 이는 표준화에서 가장 중요한 부분입니다.
스케일은 공기 또는 물을 직접 판독하도록 설정될 수 있습니다. 또는 교정된 스케일 또는 공기/물 단위의 흐름을 표시하여 조회 테이블을 통해 관련 유체의 흐름으로 변환되도록 설정할 수 있습니다.
상대 로타미터 눈금은 질소, 산소, 수소, 헬륨, 아르곤 및 이산화탄소와 같은 가스의 상관표와 비교할 수 있습니다.눈금에서 직접 읽는 것이 불편하더라도 이렇게 하면 더 정확할 것입니다.스케일은 공기나 물과 같이 매우 특정한 온도와 압력의 유체용으로만 설계되었습니다.변환이 완료된 후 관련 유량계는 다양한 조건에서 다양한 유체의 유량 값을 제공할 수 있습니다.여러 개의 플로트를 사용하면 동시에 서로 다른 유속을 측정할 수 있습니다.일반적으로 유리관 로터미터를 시선 높이에 설치하면 판독이 더 쉬워집니다.
업계에서는 안전 실드 가스 유량계가 정상적인 조건에서 물이나 공기 흐름을 측정하기 위한 표준입니다.최대 60GPM의 유량을 측정할 수 있습니다.측정 유체의 화학적 특성에 따라 플라스틱 또는 금속 엔드 캡을 사용할 수 있습니다.
유리관을 사용할 수 없는 유체의 몇 가지 예가 있습니다.90°C(194°F) 이상의 물은 pH가 높아 유리를 부드럽게 합니다.습한 증기도 동일한 효과를 갖습니다.가성소다는 유리를 녹입니다.및 불화수소산 에칭 유리: 이러한 적용을 위해서는 다른 파이프를 찾아야 합니다.
유리 계량 튜브에는 압력 및 온도 제한이 있으며, 이는 종종 유리 튜브 로타미터의 성능을 제한하는 요인입니다.소형 6mm(1/4인치) 튜브는 최대 500psig의 압력에서 작동할 수 있습니다.더 큰 51mm(2인치) 파이프는 100psig의 압력에서만 작동할 수 있습니다.유리 로터미터는 약 204°C(400°F)의 온도에서는 더 이상 실용적이지 않습니다. 그러나 온도와 압력은 일반적으로 서로 비례하므로 이는 실제로 로터미터를 더 낮은 온도에서 사용할 수 없음을 의미합니다.고온은 유리관의 최대 작동 압력을 감소시킵니다.
여러 가스 또는 액체 흐름을 동시에 측정하거나 매니폴드에서 함께 혼합하는 경우 유리관 회전계를 사용할 수 있습니다.단일 유체가 여러 다른 채널을 통해 흘러나오는 경우에도 적합합니다. 이 경우 다중 튜브 유량계를 사용하면 단일 랙 장치에 6개의 로터미터를 설치할 수 있습니다.
금속 튜브는 일반적으로 알루미늄, 황동 또는 스테인레스 스틸로 만들어지며 더 높은 온도와 압력에 사용할 수 있습니다.투명하지 않기 때문에 튜브 외부에 위치한 기계적 또는 자기적 팔로워를 사용하여 플로팅 위치를 결정할 수 있습니다.여기서는 스프링과 피스톤의 조합에 따라 유량이 결정됩니다.부식이나 손상을 방지하려면 용도에 따라 엔드 피팅 및 기타 재료를 선택하십시오.일반적으로 갑작스러운 수격 현상이 매우 중요한 상황이나 더 높은 온도나 압력(예: 증기 관련 압력 또는 압력)이 유리 로타미터를 손상시키는 상황에서 유리관을 부식시키는 데 사용할 수 있습니다. 부식성 액체.
이상적인 금속 튜브 로타미터 유체의 예로는 강알칼리, 고온 알칼리, 불소, 불산, 온수, 증기, 슬러리, 산성 가스, 첨가제 및 용융 금속이 있습니다.최대 750psig의 압력과 최대 540°C(1,000°F)의 온도에서 작동할 수 있으며 최대 4,000gpm의 물 흐름 또는 최대 1,300scfm의 공기 흐름을 측정할 수 있습니다.
금속 튜브 로터미터는 아날로그 또는 디지털 제어 기능을 갖춘 유량 트랜스미터로 사용할 수 있습니다.자기 결합을 통해 부동 위치를 감지할 수 있습니다.그런 다음 포인터를 자기 나선형으로 이동하여 부동 위치를 외부에 표시합니다.트랜스미터는 일반적으로 마이크로프로세서를 사용하여 유체 흐름을 측정하고 전송하기 위한 경보 및 펄스 출력을 제공합니다.
견고한/산업용 압력 센서는 탄성 코팅이 되어 있어 중공업 환경에서도 작동할 수 있습니다.일반적으로 확장 가능한 4-20mA 트랜스미터를 사용합니다. 이는 중공업 현장에서 문제가 될 수 있는 전기적 노이즈에 대한 저항력이 더 큽니다.
앞서 언급했듯이 플로트, 필러, O-링 및 엔드 피팅에 대한 재료와 디자인을 선택할 수 있는 가능성은 많습니다.유리관이 가장 일반적이지만 유리가 깨지는 조건에서는 금속관을 사용할 수도 있습니다.
플로트는 유리, 플라스틱, 금속 또는 스테인레스 스틸 외에도 탄소강, 사파이어 및 탄탈륨으로 만들 수 있습니다.플로트는 튜브 눈금으로 판독값을 관찰해야 하는 지점에 날카로운 모서리가 있습니다.
로터미터는 진공 상태에서 사용할 수 있습니다.계량기 배출구에 밸브를 배치하면 이러한 일이 발생할 수 있습니다.예상되는 유량 범위가 큰 경우 이중 볼 로터 유량계를 사용할 수 있습니다.일반적으로 작은 흐름을 측정하는 데는 검은색 공이 있고, 큰 흐름을 측정하는 데는 큰 흰색 공이 있습니다.검은색 공을 눈금을 초과할 때까지 읽은 다음 흰색 공을 사용하여 읽습니다.측정 범위의 예로는 속도 범위가 235-2,350 ml/min인 검은색 공과 최대 범위가 5,000 ml/min인 흰색 공이 있습니다.
플라스틱 튜브 회전기를 사용하면 온수, 증기 및 부식성 액체를 저렴한 비용으로 대체할 수 있습니다.PFA, 폴리술폰 또는 폴리아미드로 만들 수 있습니다.부식을 방지하기 위해 접액부는 FKM 또는 Kalrez® O-링, PVDF 또는 PFA, PTFE, PCTFE가 포함된 스테인리스강으로 제작될 수 있습니다.
4:1 범위에서 실험실 로터미터는 0.50% AR의 정확도로 교정될 수 있습니다.산업용 로터미터의 정확도는 약간 더 나쁩니다.일반적으로 10:1 범위의 FS는 1~2%입니다.퍼지 및 바이패스 애플리케이션의 경우 오류는 약 5%입니다.
수동으로 유량을 설정하고, 밸브 개방도를 조정하고, 스케일을 관찰하여 공정 유량을 교정할 수 있습니다.동일한 작동 조건에서 특정 프로세스에 대해 교정할 때 로터미터는 반복 가능한 측정을 제공할 수 있으며 측정 결과는 실제 유량의 0.25% 이내입니다.
점도는 설계에 따라 다르지만 로터 점도가 작게 변하면 로터미터는 크게 변하지 않는 경우가 많습니다. 구형 측정을 사용하는 매우 작은 로터미터가 가장 민감한 반면 큰 로터미터는 민감하지 않습니다.로터미터가 점도 한계를 초과하는 경우 점도 판독값을 수정해야 합니다.일반적으로 점도 한계는 플로트의 재질과 모양에 따라 결정되며, 한계는 로타미터 제조업체에서 제공합니다.
로타미터는 유체의 밀도에 따라 달라집니다.변경하기 쉬운 경우 두 개의 플로트를 사용할 수 있습니다. 하나는 볼륨에 따라 다른 하나는 밀도를 수정하는 데 사용됩니다.일반적으로 플로트의 밀도와 유체의 밀도가 일치하면 부력으로 인한 밀도 변화가 더 중요해지며 결과적으로 플로트 위치에 더 많은 변화가 발생하게 됩니다.질량 유량계는 원당 주스, 휘발유, 제트 연료 및 경질 탄화수소와 같은 저점도 유체에 가장 적합합니다.
상류 파이프 구성은 흐름 정확도에 영향을 주어서는 안 됩니다.엘보우를 파이프에 삽입한 후에는 유량계를 설치하지 마십시오.또 다른 장점은 유체가 항상 로타미터를 통과하기 때문에 깨끗하고 잔해물이 없어야 한다는 것입니다.그러나 이 목적을 위해서는 깨끗한 유체를 사용해야 하며, 입자가 발생하거나 파이프 벽이 코팅되어 로타미터가 부정확해지고 결국 사용할 수 없게 되는 일이 없어야 합니다.
이 정보는 OMEGA Engineering Ltd.에서 제공한 자료를 통해 획득, 검토 및 조정되었습니다.
OMEGA Engineering Ltd.(2018년 8월 29일).로터미터 측정 소개.아조엠.2020년 12월 6일 https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=15410에서 검색함.
OMEGA Engineering Ltd. “로타미터의 유량 소개”.아조엠.2020년 12월 6일. .
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