Скоростные расходомеры

Принцип действия основан на измерении скоростей в отдельных точках потока, расположенных по сечению трубопровода. (рис. 10).

Основным их элементом является напорная трубка или трубка Пито. На рисунке а) показана схема измерения скорости в точке А. Трубка 1 воспринимает полное давление потока, которое складывается из статического и давления, возникающего за счет торможения потока при переходе кинетической энергии в потенциальную. Из уравнений Бернулли моно получить выражение для скорости в точке А. Помимо напорной трубки 1, в соответствии с уравнением, надо использовать трубку 2, через которую подается статическое давление. Измеряя разность давлений с помощью диф. Монометра 3, можно определить скорость в точке А. Однако для измерения расхода надо знать среднюю скорость по сечению в потоке. Кси определяется при калибровке трубки по скорости. Для определения средней скорости в случае, если поток ламинарный, достаточно установить трубку Пито так, чтобы её входное отверстие располагалось на оси симметрии трубопровода. Если поток турбулентный, то для примерных измерений с погрешность 3-5% достаточно установить трубку как на рис г), то есть так, чтобы её ось располагалась на расстоянии 0,12 от образующей. В общем случае для определения средней скорости при точных измерений используется несколько напорных трубок, отверстия которых располагаются как на рис в). Здесь движение потока направленно перпендикулярно плоскости листка. Результаты измерений, выполненных отдельными трубками усредняются. Разработаны формулы, позволяющие корректно расположить трубки по сечению трубопровода, так, чтобы они обслуживали равные по площади кольцевые сечения. Такая схема расположения трубок применяется при измерении расходов на больших трубопроводах. Сейчас широкое применение получили осредняющие (усредняющие) трубки ( рис. Д)). Трубка выполняется в виде жезла, который

располагается по диаметру трубопровода. В трубке есть несколько отверстий. Так как трубка представляет собой некоторую камеру, соединенную с потоком турбулентными отверстиями, то можно показать, что давление в трубке усредняет поступающие через каждое отверстие полные давления. Тогда формула примет такой вид. Так как в ней используется полное усредненное давление, то удается получить информацию сразу о средней скорости. Такие трубки выпускаются для трубопроводов разных диаметров и просто монтируются. Погрешность измерений расхода несжимаемой среды 1-1,5%. Если измеряется расход газа, то надо корректировать показания по давлению и температуре (рис. Е). Точно так же, как и при измерении газовых потоков с помощью дроссельных расходомеров. Погрешность 2-3%.

Электромагнитные расходомер (рис. 11)

Принцип действия основан на явлении магнитной индукции, которое выражается в возникновении ЭДС при движении проводника в магнитном поле. В таких расходомерах вместо проводника, движущегося в магнитном поле, служит жидкая проводящая среда. Эти расходомеры могут использоваться для измерения расходов электропроводящих жидких сред. Диамагнитный отрезок трубопровода 1 располагается в поле обычно переменного магнита, состоящего из магнитопровода 3 и катушки 4. Катушке подается питание от источника переменного тока 6. Так как поток жидкости можно рассматривать как проводник, то в нем при движении жидкости наводится ЭДС. Эта сила описывается уравнением. В – магнитная индукция. Д- диаметр трубопровода. Зависимость ЭДС от средней скорости является замечательным свойством таких расходомеров. Не требуется информация о характере течения жидкости в трубопроводе. Питание переменным током электромагнита определяется тем фактом, что при использовании постоянного тока будет возникать на электродах 2 постоянное ЭДЯ. При этом явление сопровождается поляризацией и потерей чувствительности. Сигнал с электродов посылается в устройство обработки 5. Класс точности 0,5 – 1,5. Они применяются для измерения расходов на трубопроводах диаметром от 6 до 900мм.