Слайды 41-43. Доцент кафедры аттп00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000Интеллектуальные датчики давления Sitrans p Siemens

Ячейка для измерения избыточного давления(DSIII)

Ячейка для дифференциального давления и расхода

Тема 4. Измерение расхода Слайд 47. Турбинные (скоростные) расходомеры и счетчики

Турбинные расходомеры (счетчики) применяются для определения объемного расхода (количества) измеряемой среды. Турбинные счетчики, в отличие от объемных, не имеют измерительных камер и производят косвенное измерение объема. Чувствительным элементом турбинных расходомеров является турбина, приводимая во вращение потоком жидкости, протекающим через расходомер. Число оборотов турбины п в единицу времени пропорционально ско­рости омывающего ее потока:

n = kW,

где k – коэффициент пропорциональности, зависящий от вида турбины;

W – скорость потока в некотором сечении F расходомера.

Объемный расход Q через расходомер равен

Q = WF.

Тогда

.

Проинтегрировав полученную зависимость в интервале времени t₂ – t₁, получим

;

,

где (N₂ – N₁) – разность показаний счетчика в интервале времени t₂ – t₁. Если турбинный счетчик снабжен тахометром, то он измеряет объемный расход по­тока.

Существуют турбины двух видов: аксиальная и тангенциальная. Аксиальная турбина представляет собой многозаходный винт, ось вращения которого параллельна измеряемому потоку. Тангенциальная турбина представляет собой турбину с лопастя­ми, ось вращения которой перпендикулярна измеряемому потоку. Вращение обеих турбин в счетчиках через передаточный механизм передается счетному устройству. Турбинные счетчики с аксиальной турбиной используются для измерения объема неагрессивных жидкостей и газов в трубопроводах диаметром 50 – 300 мм. Диапазон измерений по расходу составляет 3 – 1300 м³/ч. Турбинные счетчики с тангенциальной турбиной используются для измерения объема неагрессивных жидкостей (в основном воды) в трубопроводах диаметром 15 – 40 мм. Диапазон измерений по расходу составляет 3 – 20 м³/ч.

Недостатком турбинных счетчиков (расходомеров) является за­висимость показаний от вязкости измеряемой среды.

Слайд 48. Расходомеры переменного перепада давления (дроссельные)

Одним из самых распространенных принципов измерения расхода жидкостей, газов и паров является принцип переменного перепада давления на сужающем устройстве. В трубопроводе устанавливается сужающее устройство. При протекании измеряемого по­тока через отверстие этого устройства скорость потока увеличива­ется по сравнению со скоростью до сужения. Благодаря это­му давление потока на вы­ходе из сужающего устройства уменьшается и на нем создается перепад давления, кото­рый зависит от скорости в сужении, то есть от расхода по­тока. Измеряемая среда протекает через отрезок трубопровода 1, в котором установлено сужающее устройство 2. Давление среды непосредственно перед сужающим устройством несколько возрастает (P₁), затем после него падает (P₂), далее достигает минимума и снова возрастает. Перепад давления на сужающем устройстве (P = P₁ – P₂) измеряе­тся дифманометром ДМ. Как видно, установившееся значение давления после сужающего устройства не достигает первоначального значения. Эта потеря давления δP, называемая безвозвратной потерей давления, связана с затратой части энергии потока на вихреобразования за сужающим устройством и на трение.

Выражения для объемного Q и массового G расходов среды, протекающей через сужающее устройство, имеют вид:

,

,

г де  – коэффициент расхода;

 – поправочный множитель на расширение измеряемой среды (для сжимаемых сред  < 1, а для несжимаемых  = 1);

d – диаметр входного отверстия сужающего устройства;

P = P₁ – P₂ – разность давлений до и после сужающего устройства;

 – плотность среды;

F₀ – площадь сечения входного отверстия сужающего устройства.

В дроссельных расходомерах в качестве сужающих устройств используются диафрагмы, сопла, трубы Вентури и различные их модификации. Характерной особенно­стью сопл и труб Вентури является меньшая, чем для диафрагм, безвозвратная потеря давления.