39. Общие сведения о измерение расхода жидкостей, газа и пара.

При определении мощности, производительности и к.п.д. энергетических установок, контроле и управлении производственными процессами требуется точное и надежное измерение расхода различных жидких и газообразных веществ в напорных линиях.

Прибор, измеряющий расход, т. е. количество вещества, проходящее в трубопроводах в единицу времени, называют расходомером. Если расходомер снабжен суммирующим устройством со счетчиком, он служит для одновременного измерения расхода и количества вещества и называется счетчиком количества. Показания счетчика выражаются в единицах объема (м3, л) или в единицах массы (кг, т). Соответственно различают измеряемый объемный (м3/ч, м3/с) и массовый расход вещества (кг/ч, кг/с, т/ч)

Применяют различные методы измерения расхода вещества и конструкции расходомеров и счетчиков. Наиболее распространены следующие расходомеры:

1.Переменного перепада давлений (суживающие устройства)

2.Постоянного перепада давлений (расходомеры обтекания)

3.Тахометрические расходомеры

4.Электромагнитные расходомеры

5.Ультразвуковые расходомеры

6.Вихревые расходомеры

7.Массовые (кариолисовы) расходомеры

Измерение расхода жидкостей, газа и пара по перепаду давления на суживающем устройстве.

Для опр зав-ти м-ду расходом и перепадом давления, исходим из предположения, что жидкость несжимаема, отсутствует теплообмен с окр средой и трубопровод горизонтален, то в этом случае ЗСЭ для сечений А и В н в виде уравнения Бернулли , где k_a и k_b — поправочные коэфф. на неравномерность распределения скоростей в сечениях А и В; v_a , v_b — средние скорости потока в сечениях А и В ; ξ — коэф-т сопр-ия на участке А В, отнесенный в скорости v_b .

Для неразрывной струи несжимаемой жидкости плотностью р, движущейся по трубе сечением F со скоростью v, массовый расход можно выразить формулой

.Из этого уравнения неразрывности получ соотношение , где F_a и F_b — площади струи в сечениях А и В.

Отношение площади отверстия СУ F_o к площади трубопровода F называется относительной площадью (модулем) СУ

, где d и D — диаметры, отверстия СУ и трубы.Коэффициентом сужения струи называется отношение .Учитывая сказанное выше, можно получить другую запись выражения .Подставляя это значение v_a в уравнение, получаем .В расходом., применяемых в СНГ, обычно измеряется перепад давления не в сечениях А и В (т. е. не р_а — р_b), а непоср. до и после СУ (перепад Δр = р₁ — р₂ ). Эти перепады различаются по значению. Отн-е этих перепадов , то .Тк ,то получим выражение для массового расхода где α - коэффиц расхода, ,Для объемного расхода выражение имеет вид При измерении расхода газа или пара плотность ρ среды изменяется при прохождении через СУ из-за изменения давления. Это учитывается введением в уравнения расхода поправочного множителя на расширение измеряемой среды ε. Тогда уравнения для массового Q_м и объемного Q_o расхода принимают вид

, ,

где ρ — плотн среды в сечении А (т. е. в невозмущенном потоке до СУ).

При градуировке расходомера обычно принимается ε=ε_ср, соответствующее наиболее вероятному расходу Q_cp называемому средним расходом (Q_cp не соответствует середине шкалы вторичного прибора). Недостатком метода - суженный диапазон измерения каждого конкретного расходомера, 30—100 % максимального измеряемого расхода Q_в.п. Т.о., для измерения расходов в интервале 0—30 % его шкалы не рекомендуется, здесь не гарантируется достаточная точность измерения. Это вызвано тем, что в начале шкалы резко увеличивается относительная погрешность измерения перепада давления Δр.