42. Типы стандартных и нестандартных сужающих устройств.

Сужающие устройства условно под­разделяются на стандартные и нестан­дартные. Стандартными называются сужающие устройства, которые изго­товлены и установлены в соответствии с руководящим нормативным докумен­том РД-50-213-80 [144]. Градуировоч-ная характеристика стандартных су­жающих устройств &p=f(Q) может быть определена расчетным путем без индивидуальной градуировки. Граду-ировочные характеристики нестан­дартных сужающих устройств опреде­ляются в результате индивидуальной градуировки.

В качестве сужающих устройств для измерения расхода жидкостей, га­зов и пара используются диафрагмы, сопла и значительно реже сопла Вентури. Диафрагма (рис. 12.1, а) пред­ставляет собой тонкий диск с круглым отверстием, ось которого располагает­ся по оси трубы. Передняя (входная)' часть отверстия имеет цилиндрическую форму, а затем переходит в коничес­кое расширение." Передняя кромка от­верстия должна быть прямоугольной (острой) без закруглений и заусениц. Стандартные диафрагмы устанавли­ваются на трубопроводах диаметром не менее 50 мм.

Сопло (рис. 12.1, б) имеет спрофи­лированную входную часть, которая затем переходит в цилиндрический участок диаметром d (его значение входит в уравнения расхода). Торце­вая часть сопла имеет цилиндричес­кую выточку диаметром, большим d, для предохранения выходной кромки цилиндрической части сопла от пов­реждения.

При измерении расхода газа стан­дартные, сопла устанавливаются на трубопроводах диаметром не менее 50 мм и/ при измерении расхода жид­костей на трубопроводах диаметром не менее 30 мм.

С опло Вентури (контур показан на рис. 12.1, в) имеет входную часть с профилем сопла, переходящую в ци­линдрическую часть, и выходной конус (может быть длинным или укорочен­ным). Минимальный диаметр трубо­провода для стандартных сопл Вен­тури составляет 65 мм. На рис. 12.1 символами pi и р_г отмечены точки от­бора давлений на дифманометр. Рас­смотрим движения потока через су­жающее устройство на примере диаф­рагмы. На рис. 12.2 показаны профиль потока, проходящего через диафрагму, а также распределение давления вдоль стенки трубы (сплошная линия) и по оси трубы (штрихпунктирная линия). После сечения А струя сужается и, следовательно, средняя скорость по­тока возрастает. Вследствие инерции струя продолжает сужаться и на не­котором расстоянии после диафрагмы, место наибольшего сужения нахо­дится в сечении В. Увеличение скоро­сти на участке АВ сопровождается уменьшением статического давления от первоначального значения р_а до минимального значения Рь.

В заключение дадим общую харак­теристику расходомеров с сужающими устройствами, которые получили ис­ключительно широкое применение из-за следующих их основных досто­инств:

1) сужающие устройства — простые, дешевые и надежные средства изме­рения расхода;

2) сужающие устройства универ­сальны, т. е. могут применяться для измерения расхода практически любых однофазных (иногда и двухфазных) сред в широком диапазоне давлений, температур, расходов и диаметров тру­бопровода;

3) градуировочная характеристика стандартных сужающих устройств мо­жет быть определена расчетным пу­тем, поэтому отпадает необходимость в образцовых расходомерных установ­ках;

4) возможность использования для различных условий измерения одно­типных по устройству дифм"анометров и вторичных приборов; индивидуаль­ным для каждого расходомера являет­ся только сужающее устройство.

Наряду с достоинствами сужающими устройствами имеют и недостатки, о некоторых из которых упоминалось выше. Из них наиболее важными являются:

1) нелинейная зависимость между расходом и перепадом, что не позво­ляет измерять расходы менее 0,3 Q_Bn из-за высокой погрешности измере­ния;

2) необходимость индивидуальной градуировки сужающих устройств при измерении расходов при малых чис­лах Re или в трубах малого диа­метра;

3) расходомеры с сужающими уст­ройствами имеют ограниченную точ­ность, причем погрешность измерения колеблется в широких пределах (1,5- 3 %) в зависимости от состояния су­жающего устройства, диаметра трубо­провода, постоянства давления и тем­пературы измеряемой среды;

4) ограниченное быстродействие (инерционность) из-за наличия длин­ных импульсных трубок и в связи с. этим трудности при измерении быстро­меняющихся расходов.

43. Измерительный комплект расхода. Мембранные и сильфонные дифманометры.

Смотри вопрос № 35

44. Классификация дифманометров. Жидкостные дифманометры (достоинства и недостатки).

Смотри вопрос № 33

Класификация:

• Однотрубные

• Двух трубные

• Микроманометры

• Барометры

• Компенсационные манометры

• Поплавковые дифманометры

• Трубчато – пружинные манометры

• Сильфонные манометры

• Мембрвнные манометры

• Пьезоэлектрические манометры

• Манометры с тензопреоброзователем

45. Тензометрические дифманометры «САПФИР-22ДД».

Ответ в 38 вопросе

46. Схемы соединения дифманометров со суживающимися устройствами при измерении расходов жидкости, газа и пара.

Дифманометр подключается к сужающему устройству двумя соединительными линиями (импульсными трубками) внутренним диамет­ром не менее 8 мм. Допускается длина соеди­нительных линий до 50 м, однако из-за воз­можности возникновения большой динамиче­ской погрешности не рекомендуется использо­вать линии длиной более 15 м.

Для правильного измерения расхода пере­пад давления на входе дифманометра должен быть равен перепаду давления, развиваемому сужающим устройством, т. е. перепад от су­жающего устройства к дифманометру должен передаваться без искажения.

Это возможно в том случае, если давление, создаваемое столбом среды в обеих соедини­тельных трубках, будет одинаковым. В реаль­ных условиях, это равенство может нарушать­ся. Например, при измерении расхода газа причиной этого может быть скапливание коя* денсата в неодинаковом количестве в соеди­нительных линиях, а при измерении расхода жидкости, наоборот, скапливание выделяю­щихся газовых пузырьков. Во избежание это­го соединительные линии должны быть либо вертикальными, либо наклонными с уклоном не менее 1 : 10, причем на концах наклонных участков должны быть конденсато- или газр-сборники. Кроме того, обе импульсные трубки должны располагаться рядом, чтобы избежать неодинакового нагрева или охлаждения их, что может привести к неодинаковой плотности заполняющей их жидкости и, следовательно,' к дополнительной погрешности. При измере­нии расхода пара важно обеспечить равенство и постоянство уровней конденсата в обеих импульсных трубках, что достигается приме­нением уравнительных сосудов.

К одному сужающему устройству может быть подключено несколько дифманометров. При этом допускается подключение соедини­тельных линий одного дифманометра к соеди­нительным линиям другого.

При измерении расхода жидкости дифма­нометр рекомендуется устанавливать ниже су­жающего устройства 1, что исключает попадание в соединительные линии и дифманометр газа, который может выделиться из протека­ющей жидкости (рис. 12.5,а). Для горизон­тальных и наклонных трубопроводов соедини­тельные линии, должны подключаться через запорные вентили 2 к нижней половине трубы (но не в самой нижней части) во избежание попадания в линии газа или осадков из тру­бопровода. Если дифманометр все же уста­навливается выше сужающего устройства (рис 12.5,6), то в наивысших точках соеди­нительных линий необходимо устанавливать газосборники 4 с продувочными вентилями. Если соединительная линия состоит из отдель­ных участков (например, при обходе какого-либо препятствия), то газосборники устанав­ливаются в наивысшей точке каждого участка. При установке дифманометра выше сужающего устройства трубки вблизи последнего прокла­дываются с U-образным изгибом, опускаю­щимся ниже трубопровода не менее чем на 0,7 м для уменьшения возможности попадания газа из трубы в соединительные линии. При измерении расхода горячих жидкостей (<> »100°С) возможна дополнительная погреш­ность измерения из-за изменения средней температуры жидкости в плюсовой соединительной линии, что приводит к измерению давления в плюсовой камере дифманометра.

П ри измерении расхода газа дифманометр рекомендуется устанавливать выше сужающе­го устройства /, чтобы конденсат, образовав­шийся в соединительных линиях, мог стекать в трубопровод (рис. 12.6,а). Соединительные линии нужно подключать через запорные вен­тили 2 к верхней половине сужающего уст­ройства, их прокладку желательно произво­дить вертикально. Если вертикальная про­кладка соединительных линий невозможна, то

их следует прокладывать с наклоном в' сторо­ну трубопровода или конденсатосборников 5. Подобные требования должны выполняться и при расположении дифманометра ниже сужа­ющего устройства (рис. 12.6,6). При измере» нии расхода агрессивного газа в соединитель­ные линии должны включаться разделитель­ные сосуды. Продувка соединительных линий осуществляется через вентили 3, 4, 6.

П ри измерении расхода перегретого водя­ного пара неизолированные соединительные линии оказываются заполненными конденсатом.

Очевидно, что во избежание дополнитель­ной погрешности уровень конденсата и его температура в обеих линиях должны быть одинаковыми при любом расходе.

Для стабилизации верхних уровней кон­денсата в обеих соединительных линиях вбли­зи сужающего устройства устанавливаются уравнительные конденсационные сосуды. На­значение уравнительных сосудов можно пояс­нить с помощью рис. 12.7. Предположим, что при отсутствии уравнительных сосудов и при нулевом расходе пара уровень конденсата в обеих импульсных трубках одинаков. При этом перепад давления на сужающем устройстве равен нулю, верхняя мембранная коробка дифманометра (расположенная в «минусовой»