Лабораторный практикум Лабораторная работа №1 (стенд № 1) измерение расхода газа

1 Цель работы

1. Ознакомиться с методами измерения расхода газа.

2. Изучить сущность метода переменного перепада давления на сужающем устройстве.

3. Изучить методику измерения расхода газа методом постоянного перепада давления с помощью ротаметров (расходомеров обтекания).

4. Изучить методику измерения расхода по динамическому давлению (напорной трубкой).

2 Общие положения

В технологических процессах многих отраслей промышленности одним из важнейших параметров является расход протекающего по трубопроводу вещества (жидкость, газ). Точный контроль, регулирование или учет этого параметра дает возможность воздействовать на ход процесса, а следовательно, и на качество конечного продукта.

В соответствии с ГОСТ 8.563.1-97 под расходом понимается физическая величина, равная переделу отношения приращения массы или объема, или количества жидкости (газа), протекающих в трубопроводе через сечение, перпендикулярное направлению скорости потока, к интервалу времени, за которое это приращение произошло, при неограниченном уменьшении интервала времени.

Различают объемный и массовый расходы, которые связаны между собой через плотность вещества.

В системе СИ основной единицей объемного расхода является м³/с, а массового – кг/с. При технических измерениях часто применяют единицы измерения м³/ч и кг/ч.

Измерительный прибор, служащий для измерения расхода вещества, называется расходомером, а прибор для измерения объема (массы) – счетчиком. В каждом конкретном случае к этим терминам следует добавить наименование контролируемой среды (примеры: расходомер жидкости, счетчик жидкости).

Наибольшее распространение получили следующие разновидности расходомеров:

1. Метод переменного перепада давления, основанный на зависимости величины перепада статического давления на сужающем устройстве от расхода;

2. Метод переменного уровня, принцип работы которого основан на зависимости уровня в расходомере при свободном истечении среды через отверстие от расхода;

3. Расходомеры обтекания, основанные на зависимости положения чувствительного элемента, воспринимающего динамическое давление потока от расхода;

4. Тахометрические расходомеры, реализующие зависимость скорости движения чувствительного элемента расходомера, установленного в потоке, от расхода;

5. Электромагнитные расходомеры, основанные на зависимости взаимодействия электропроводной среды с магнитным полем от расхода;

6. Ультразвуковые расходомеры, основанные на зависимости частоты колебаний от расхода;

7. Вихревые расходомеры, принцип работы которых связан с зависимостью частоты колебаний при вихреобразовании в потоке от расхода: тепловые, преобразующие с помощью теплового преобразователя скорость потока в температуру и использующие зависимость этой температуры от расхода;

8. Оптические расходомеры с лазерным преобразователем, принцип действия которых реализует зависимость скорости прохождения светового пучка от расхода среды;

9. Ионизационные расходомеры, которые используют искусственную ионизацию потока среды и измеряют ионизационный ток, величина которого зависит от расхода среды; меточные, реализуют зависимость времени прохода искусственно созданной внутри потока метки участка трубопровода от расхода.