Принцип измерения расхода по падению давления на прямом участке воздухопровода.

Принцип действия трубы Вентури

В основе принципа действия трубы Вентури лежит эффект Вентури — явление уменьшения давления в потоке жидкости или газа, когда этот поток проходит через суженный участок трубы.

Эффект Вентури является следствием уравнения Бернулли, определяющего связь между скоростью v жидкости, давлением p в ней и высотой h частиц над площадью отсчёта:

Где:

ρ — плотность жидкости;

g — ускорение свободного падения;

 — пьезометрический напор; [P₂]=0

 — динамический напор.

Если уравнение Бернулли записать для двух сечений потока, то будем иметь:

Для горизонтального потока средние члены в левой и правой частях уравнения равны между собой, и потому сокращаются, и равенство принимает вид:

то есть при установившемся горизонтальном течении идеальной несжимаемой жидкости в каждом её сечении сумма пьезометрического и динамического напоров будет постоянной. Для выполнения этого условия в тех местах потока, где средняя скорость жидкости выше (то есть, в узких сечениях), её динамический напор увеличивается, а гидростатический напор уменьшается (и значит, уменьшается давление).

С помощью уравнения Бернулли, и зная динамическое давление, можно определить скорость потока, а значит, и объёмный расход:

Q=S

где: S — площадь поперечного сечения потока,

 — средняя скорость потока.

Конструкция трубы Вентури

Труба Вентури состоит из входного конуса (2), горловины (3) и диффузора (4). Для выравнивания давления на периферии горловина и входной конус имеют кольцевые усредняющие камеры (1), в нижней части которых устанавливают приспособления для спуска жидкости. Если конечный диаметр диффузора меньше диаметра трубопровода, то труба называется короткой, если равен — длинной. Отводы от трубы подключают к дифференциальному манометру.

Расход определяется выражением:

,

где:

C — экспериментальный коэффициент, отражающий потери внутри расходомера,

S₁ и S₂— площади сечения трубопровода и горловины соответственно,

ρ — плотность жидкости или газа,

P₁ и P₂ — статические давления на входе трубы и в горловине.

В случае измерения расхода газа в выражение вводят коэффициент сжимаемости газа.

Цена: 89 UAH

Промышленный образец трубки Вентури

Датчики расхода измеряющие перепад давления

Вентури-метры

Принцип действия расходометров этого типа основан на эффекте Вентури. Вентури-расходомер сужает поток жидкости в некотором устройстве, и датчики давления измеряют разницу давлений перед указанным устройством и непосредственно в месте сужения.

Дисковая диафрагма

Диафрагма представляет собой диск со сквозным отверстием, вставленный в поток. Дисковая диафрагма сужает поток, и разница давлений, измеряемая перед и после диафрагмы, позволяет определить расход в потоке. Этот тип расходомера можно грубо считать одной из форм Вентури-метров, однако имеющую более высокие потери энергии.

В этом случае (внезапное сужение русла) потеря напора обусловлена трением потока при входе в более узкую трубу и потерями на вихреобразование, которые образуются в кольцевом пространстве вокруг суженой части потока:

Внезапное сужение трубы

Полная потеря напора определится по формуле:

где коэффициент сопротивления сужения определяется по полуэмпирической формуле

И.Е. Идельчика:

в которой n = S₁/S₂ - степень сужения.