3.3Основныерасчетныеформулырасходасжимаемойжидкости.

Вслучаеизмерениярасходасжимаемойжидкости(газаилипара)

const

необходимоучитыватьизменениеплотностивеществавсвязисизменениемдав-ленияприпротеканиичерезсужающееустройство.Приэтомсдостаточнойсте-пеньюточностиможносчитать,чтоизменениесостояниягазаилипараописыва-етсяуравнениемадиабатическогопроцесса.

Уравнениярасходадлясжимаемойжидкостимогутбытьпредставленывви-

де:

Q_MA₀ (3.3);

Q_0A₀

(3.4);

гдеε–поправочныймножительнарасширениеизмеряемойсреды,равный:

^к



где_л

; (3.5);

 (3.6);

Уравнения(3.1)и(3.2)отличаютсяотуравненийдлянесжимаемойжидкости(3.3)и(3.4)толькопоправочныммножителемнарасширениеизмеряемойсреды.Поэтомууравнения(3.3) и(3.4)действительнытакжедлянесжимаемойжидкости,посколькудлянее поправочныймножительε=1.Отсюда следует,чтооднимитемжезначениемкоэффициентарасходаможнопользоватьсякакдлянесжимаемых,такидлясжимаемыхжидкостей.

Следуетотметить,чтоуравнениярасходамогутприменятьсявтомслучае,когдаскоростьвсужающемустройственедостигаеткритической,т.е.скоростизвукавданнойсреде.

Длядиафрагмпоправочныймножительнарасширениеεопределяетсяэкспе-риментально.

3.4.Определениекоэффициентарасходаαипоправочныхмножите-лейкнему

Коэффициентырасходастандартныхсужающихустройствαопределяетсяэкспериментальнымпутём.Вобщемвидезависимостькоэффициентарасходасу-жающегоустройствавыражаетсяфункциональнойзависимостью

α=f(Re_D,m)

ВэтойзависимостичислоРейнольдса,отнесённыекдиаметрутрубопроводаD,определяетсяпоформуле

_D_D

Re_{D  } ;

гдеν–кинематическаявязкостьизмеряемойсредыврабочихусловиях,м²/с;η–динамическаявязкостьизмеряемойсредыврабочихусловиях,Па/с.

ПрактическиудобнееопределятьчислоРейнольдсанепоскорости,апорас-ходуизмеряемоговещества,т.е.

Re 1.274^Q0

1.274^Q0.

^D D

D

Длягеометрическиподобныхсужающихустройствзначениеm=d²/D^2одина-ковоикоэффициентрасходазависиттолькоотчислаРейнольдса α=f(Re_D).СвозрастаниемчислаРейнольдсаэтазависимостьсказываетсявменьшейстепени,апридостаточнобольшихзначенияхRe_{D(коэффициент}расходаможносчитатьпостояннымвпределахпогрешностиихопределения).

ЗначениечислаРейнольдса,начинаяоткоторогокоэффициентрасходаαдляразличныхзначенийmпридальнейшемувеличенииRe_Dнеизменяетсвоегозна-чения,называетсяграничнымиобозначаетсячерезRe_Dгр,дляRe_{D>ReDгркоэффи-}циентрасходаαстандартныхсужающихустройствостаётсяпостояннымиегозначениезависиттолькоотm,этикоэффициентыназываютсяисходнымикоэф-фициентамирасходаиобозначаютсяα_и.ГраничныеусловиячиселРейнольдсадлястандартныхсужающихустройстввзависимостиотmприведенывприложении(таблица3.4),азначенияисходныхкоэффициентоврасходаα_идлядиафрагмвза-висимостиотmприведенывприложении(таблица3.4).

ДляполучениякоэффициентарасходаαприразличныхRe_Dгр>Re_{D>ReDminзначение}α_{иследует}умножитьнапоправочныймножительk_{η(поправочный}мно-жительнавязкость)приложение(рис.3.5),учитывающийвлияниечислаРей-нольдса.ПоправкунавлияниеRe_{Dцелесообразно}осуществлятьнеспомощьюмножителяk_η,апутемвведенияпоправкипорасходу∆Q,котораясуммируетсяалгебраическизакаждыйчасизмеренийилиучитываетсяприградуировкеиравна

∆Q=Q·(k_η-1)

Изложенныевышеположенияокоэффициентахрасходастандартныхсу-жающихустройствсправедливытолькодлятрубопроводовсдостаточногладкой

внутреннейповерхностью.Длядиафрагмобязательнотакжесоблюдениеостротывходнойкромкиотверстия.Впротивномслучаепринципподобиянарушаетсяикоэффициентрасходадолженбытьизмененсучетомпоправкинашероховатостьтрубопроводаинанедостаточнуюостротукромкидиафрагмы.

Значениепоправочныхмножителейk_шккоэффициентамрасходаучитываю-щихвлияниешероховатоститрубопроводовповерхностькоторыхпоследлитель-нойэксплуатациипокрыласьржавчиной,данывприложении(рис.3.6).Значениепоправочныхмножителейk_нкисходнымкоэффициентамрасходадиафрагмнаостротувходнойкромкиопределяетсяпоприложению(рис.3.7).Этотмножительвводитсявтехслучаях,когдаостротакромкидиафрагмынеудовлетворяетука-заннымвышетребованиям.

Приизмерениирасходаспомощью переносногодвухтрубногоилиоднотруб-ногодифманометрадлядиафрагмкоэффициентрасходадолженопределятьсяпоформуле:

_иhhшkн

Приизмерениирасходапромышленнымидифманометрамикоэффициентрас-ходадлядиафрагмследуетопределятьпоформуле:

_и

h_шk_н

ДляпромышленныхрасходомеровчислоРейнольдсаопределяютпоприве-

деннымвышеформуламприсреднемрасходеизмеряемоговещества

Q_ср.