![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Расходомеры переменного перепада давления.
Наиболее распространенным методом измерения расхода жидкостей, пара, газов является метод переменного перепада давления (гидравлического сопротивления). Он основан на измерении потенциальной энергии вещества, протекающего через местное сужение в трубопроводе. В качестве сужающих устройств используют диафрагмы и сопла (рис. 4.1.1).
Диафрагма представляет собой тонкий диск с отверстием Перед сужением давление потока Таким образом, при прохождении потока через диафрагму происходит переход части энергии из потенциальной в кинетическую. При этом скорость потока возрастает, а давление падает. Разность давлений В соплах, конфигурация которых повторяет характер сжатия струи (особенно сопло Вентури), потери на завихрение существенно ниже, а, следовательно, меньше и остаточная потеря давления На рис. 4.1.1 выделены два сечения: I – до сужения и II – в месте максимального сужения струи. Из общего уравнения сохранения энергии можно представить:
Принимая во внимание уравнение неразрывности струи и учитывая, что плотность вещества до и после сужающего устройства остается постоянной (
Скорость в месте максимального сужения:
Объемный расход:
Представим:
где m –модуль сужающего устройства,
Тогда:
где
Обозначив
Массовый расход:
Коэффициент расхода зависит, как это экспериментально установлено, от Для газов и паров необходимо учитывать изменение плотности при изменении давления. При этом принимают, что процесс сжатия и расширения протекает адиабатически (без выделения тепла).
где
Для определения объема и массового расхода вещества в формулах вводится коэффициент
На основе полученных уравнений определяют диаметр условного прохода сужающего устройства и параметры дифманометров. Из рассмотренных выражений для Это приводит к тому, что при малых расходах от предельных значений существенно возрастает погрешность измерений. Шкала прибора получается неравномерной. Для ее линеаризации в звене передаточного механизма дифманометров применяют профильное лекало, что позволяет получить равномерную шкалу во всем диапазоне измерений. Выражения (4.1.1) и (4..1.2) можно представить в следующем виде, принимая расход в часах:
где
Это выражение справедливо при измерении расходов газов. Если измеряемая среда – жидкость или газ, который может конденсироваться, то Как уже отмечалось, на выбор параметров сужающего устройства влияет число
где
При меньших значениях Зависимость исходного коэффициента расхода (значение, принятое в первом приближении) от модуля диафрагмы и числа При значениях
Оптимальным является условие В качестве сужающих устройств используются нормальные и специальные диафрагмы и сопла. Нормальные диафрагмы изготовляются в соответствии с установленными требованиями и не требуют индивидуальной градуировки. Кромка диафрагмы должна быть острой и расточена под углом 30– 45°. Отбор давлений осуществляется либо с помощью кольцевых камер, либо через отдельные отверстия. Модуль диафрагмы (при При камерном отборе давлений обеспечивается выравнивание, что позволяет получить более высокую точность измерений. Сужающие устройства устанавливают в трубопроводах таким образом, чтобы обеспечивался линейный участок до места их установки Помимо стандартных диафрагм в качестве сужающих устройств применяются стандартные сопла для измерения расхода перегретого пара, а также агрессивных жидкостей. Их применение целесообразно при При условии, что Конструкция сопла Вентури аналогична обычному соплу. Отличие составляет непосредственный переход цилиндрической части в коническую. При этом имеется две его модификации: длинная и короткая. В первой коническая часть заканчивается диаметром трубопровода, во второй Отбор давления осуществляется кольцевой камерой с группой радиальных отверстий. Применяют сопла Вентури в случаях, когда потери давления на трение и завихрение играют существенную роль. В практике иногда необходимо измерять расход при малых значениях Решить этот вопрос возможно с применением так называемых сдвоенных диафрагм, сопла с профилем «четверть круга» и диафрагмы с двойным скосом. Установка двух диафрагм способствует возникновению в сужающем устройстве турбулентного режима. Это позволяет осуществлять измерения при Сопло «четверть круга» обеспечивает постоянство числа Re в достаточно широком диапазоне. Применяются также диафрагмы с двойным скосом. Для определенных жидкостей и влажных газов применяются так называемые сегментные диафрагмы, представляющие собой кольцо с вырезанными в нижней части сегментам. Такая конструкция позволяет исключить образование осадка и конденсата перед сужающим устройством. Дифманометры, работающие в комплекте с диафрагмами и соплами, выбираются на предельный перепад из следующего ряда: 1, 0; 1, 6; 2, 5; 4, 0; 6, 3× 10n. Максимальный расход жидкости должен отвечать следующему ряду чисел: 1, 0; 1, 25; 1, 6; 2, 0; 2, 5; 3, 2; 4, 0; 5, 0; 6, 3; 8, 0 и т.д.
|