1. Общиесведения

Однимизнаиболеераспространенныхявляетсяспособизмерениярасходажидкостей,газаипаравтрубопроводахпоперепадудавлениявсужающемуст-ройстве.Стандартнаядиафрагмавыполняетфункциипервичногопреобразова-теля(датчика),устанавливаетсявтрубопроводеисоздаетвнемместноесужение,вследствиечегоприпротеканиивеществаповышаетсяскоростьвсуженномсече-ниипосравнениюсоскоростьюпотокадосужения.Статическоедавлениевсу-женномсечениибудетменьше,чемвсечениидосужающегоустройства.Такимобразом,припротеканиивеществачерезсужающееустройствосоздаетсяперепаддавления(рис.3.1), зависящийотскорости потокаи, следовательно,расходажид-кости.

P

P_1P₂

Диафрагма,показаннаянарисунке,представляетсобойтонкийдисксотвер-стиемкруглогосечения,центркоторого

лежитнаоситрубопровода.

Сплошнойлиниейпредставленакри-вая,характеризующаяраспределениедав-лениявдольстенкитрубопровода;

Штрихпунктирнойлиниейпредстав-ленакривая,характеризующаяраспреде-лениедавленияпооситрубопровода.

Каквидноизрис.3.1,отбордавленийP_1иP_{2осуществляется}спомощьюдвухотдельныхотверстий,расположенныхне-посредственнодоипоследискадиафраг-

мывуглах,образуемыхплоскостьюдиа-фрагмыивнутреннейповерхностьютру-бопровода.

Рис3.1характерпотокаираспределениестатическогодав-ленияприустановкедиафрагмывтрубопроводе.

2. Основныерасчетныеформулырасходанесжимаемойжидкости.

Дляслучаянесжимаемойжидкостихода,могутбытьпредставленыввиде:

const

,например,вода,уравнениярас-

Q_MA₀

(3.1)

Q_0A₀

(3.2)

где

Q_M-секундныйрасходсредыпротекающейвтрубопроводевединицах

массы,кг/с;

Q^QM

-расходвединицахобъема,м3/с;

0 _

А_0–площадьотверстиясужающегоустройства(диафрагмы)прирабочейтемпературе,м²;

P₁,P_2–абсолютныедавлениявсеченияхА-АиВ-В(рис3.1)соответствен-но,Па;

P_1P_2P

-перепаддавления,измеренныйдифманометром,Па;

-плотностьсредыпередсужающимустройствомприрабочейтемпературе,кг/м³;

Плотностьгазапередсужающимустройствомврабочемсостояниипри

PриТр

можетбытьопределенапоформуле:

PT

_ нp н

P_нT_р

ρ_н-плотностьсухогогазапринормальномсостоянии,кг/м³

P_p-абсолютноерабочеедавлениеизмеряемойсредыопределяетсякаксумма

избыточногоP_и

ибарометрического

P_{Бдавлений.}

P_p=P_Б+P_и;

T_рt_p273,15;абсолютнаятемпературагазаприрабочихусловиях;

T_нt_н273,1520273,15293,15К;абсолютнаятемпературагазапринормаль-ныхусловиях.

Р_н-давлениегазапринормальныхусловиях,Па.

K–коэффициентсжатиягаза,характеризующийотклонениеданногогазаотзаконовидеальногогаза.

Плотностьсредыпротекающейпотрубопроводу,должнаопределятьсясмак-симальновозможнойточностьюизтабличныхданных,путемнепосредственногоизмеренияилирасчетомвзависимостиотдавленияитемпературысредыпередсужающимустройством.



Значениеплотностидлянаиболеераспространенныхгазоввнормальномсо-стоянииприведенывприложении(таблица3.1).Занормальноесостояниегаза

принимаетсятакоесостояние,прикоторомтемпературагаза

t_н20

С,давление

P_н101325Па

иотносительнаявлажностьφ=0.

α–коэффициентрасходастандартнойдиафрагмы;

 .

Коэффициентыμи ξнемогутбытьопределенысдостаточной точностьюне-зависимодруготдруга,поэтомуониобъединеныводинобщийкоэффициентα,определяемыйподиаграммевзависимостиотm.

m–относительнаяплощадьсужающегоустройства;

m^A0

A₁

^d ;

2

_D2

гдеdиD–соответственнодиаметротверстиясужающегоустройстваитру-бопроводаприрабочейтемпературе,м;

ЗначениедиаметровdиD,соответствующиерабочейтемпературесредыt,протекающейвтрубопроводеопределяютсяпоформулам:

dd_20[1_м.с(t20)]d_20kt;

DD_20[1_м.т(t20)]D_20kt;

гдеd_20иD_20–диаметрсоответственносужающегоустройстваитрубопроводапринормальнойтемпературе;

^т.с

и_м.т-среднийкоэффициентлинейногорасширенияматериаласоответ-

ственносужающегоустройстваитрубопроводавинтервалеот20°Сдоt_р,К^-1;

Значениепоправочногомножителяk_t

длянекоторыхметалловприведеныв

k

t

t

приложениирис.3.3.Еслитемператураt,измеряемойсредынаходитсявинтерва-

леот-20до+60°С,томожнопринимать

'_k"

1;dd_20;DD_20;