Il principio fisico che regola il funzionamento del rotametro si basa sulle leggi dell'idrostatica e dell'idrodinamica.
Sul corpo rigido contenuto nello strumento agiscono 3 forze: la forza peso del galleggiante, la forza di Archimede e quella di trascinamento esercitata dal fluido in movimento. All'aumentare della portata aumento la velocità del fluido che spinge il galleggiante verso l'alto, fino a quando non si raggiungerà un equilibrio tra le forze e il corpo si stabilizzerà ad un altezza proporzionale alla portata. Infatti, la portata è direttamente proporzionale alla sezione di passaggio, che cresce linearmente con l'altezza. Più la portata aumenta, più la sezione aumenta, più la pressione esercitata dal liquido sul corpo tenderà a diminuire e la forza peso bilancerà la spinta verso l'alto.
In formule:
Forza peso:
Fp = Vg*dg*g
Forza di Archimede:
Fa=Vg*df*g
Spinta idrodinamica di trascinamento:
Fd=Ag*df*g*((v^2)/2g)
Con V che è il volume, d la densità, g la costante gravitazionale, A la sezione e v la velocità.
La situazione che si ottiene è:
Fp = Fa + Fd
Immagine e spiegazione fisica prese da: https://www.asvstubbe.it/blog/misurare-la-portata-flussimetro/
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