Розрахунок діафрагми для вимірювання витрати рідини

Вихідні дані:

Матеріал діафрагми;

Вид та матеріал трубопроводу;

Температура рідини перед звужувальним пристроєм, t °C;

Надлишковий тиск рідини перед звужувальнимпристроєм, ;

Діаметр трубопроводу при температурі 20°С,

Атмосферний тиск навколишнього середовища, ;

Найменша масова витрата рідини, що вимірюється ;

Найбільша масова витрата рідини, що вимірюється ;

Вимірювальна рідина.

1. Вибираємо тип звужувального пристрою (додаток Ж) та верхню межу шкали дифманометра з стандартного ряду чисел, що має наступні значення: (1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3.2; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0)·10ⁿ, де n - будь-яке ціле додатне число або нуль.

2. Вибір поправочних множників на теплове розширення матеріалів трубопроводу і диску діафрагми.

Поправочні множники на розширення матеріалів трубопроводу і диску в залежності від матеріалу і температури вимірювального середовища вибираються згідно додатку А. К_t’ – поправочний множник на розширення матеріалу трубопроводу; К_t – поправочний множник на розширення матеріалу диску діафрагми.

3. Абсолютний тиск газу перед звужувальним пристроєм знаходимо за формулою

(28)

4. Внутрішній діаметр трубопроводу перед звужувальним пристроєм при температурі визначаємо за формулою

(29)

5. Визначаємо максимальне число Рейнольдса для верхньої межі вимірювання дифманометра :

(30)

де – динамічна в’язкість рідини при робочих умовах. Визначається з додатку И, таблиця И.1.

При цьому не повинно бути більшим 10⁸ . Якщо ця величина більша, необхідно змінити діаметр трубопроводу (збільшити), інакше при таких швидкостях потоку води вимірювання витрати не можливе.

6. Визначаємо допоміжну величину С.

(31)

де – густина речовини при робочих умовах визначається з додатку И, таблиця И.2.

7. За визначеним С, яке округлене до трьох значущих цифр за номограмою з додатка К знаходимо значення і наближене значення m.

Якщо знайдена точка розташована між двома кривими , то приймаємо найближче менше значення , а за ним при тому ж значенні С знаходимо m.

8. Число Рейнольдса для діаметру D і витрати розраховуємо за формулою:

(32)

Порівнюємо з допустимим значенням В залежності від m обираємо значення , виходячи з умови:

для

для

для

Якщо менше ніж необхідно змінити діаметр трубопроводу (зменшити), інакше при мінімальній витраті отримаємо велику похибку.

9. Поправочні множники на притуплення вихідної кромки і шорсткість трубопроводу визначають аналогічно, як і при розрахунку діафрагми для вимірювання витрати газу (див. пункт 13).

10. Визначаємо коефіцієнт витрати:

(33)

де – допоміжне число, яке рівне

(34)

11. Визначаємо допоміжну величину:

(35)

12. Відносне відхилення допоміжних величин C і F

(36)

Величина порівнюється з допустимою величиною похибки, яка рівна 0.2%. Якщо величина більша допустимої похибки, необхідно змінити модуль і повторити розрахунок, починаючи з пункту 10. При цьому, якщо > 0.2% і додатна, необхідно зменшити величину модуля . Якщо > 0.2% і від’ємна, необхідно збільшити величину модуля

13. За знайденим значенням m визначаємо діаметр отвору діафрагми:

(37)

де – поправочний множник на теплове розширення матеріалу звужувального пристрою.

14. Правильність розрахунку перевіряємо визначенням витрати Q при знайдених значеннях m, d₂₀, α, .

(38)

Відносне відхилення вимірювання максимальної витрати знаходимо за формулою

(39)

Якщо , то розрахунок виконано правильно і завершено. В іншому випадку необхідно змінити m або D, щоб виконувалась нерівність для .