7.3 Тұрақты қысым құламасы бойынша шығын өлшеу құралдары

Алдында қарастырылған айнымалы қысым құламасы бойынша

шығын өлшеуіштер (тарылту қондырғылары

бар шығын өлшеуіштер) өндірісте кеңінен

қолданылады. Оларды қолдану мүмкін

болмаған жағдайда шығын өлшеуіштердің

3

басқа түрлері қолданылады. Мысалы,

ротаметрлер өндірісте, зертханалық өлшеу-

лерде сұйықтың немесе газдың үлкен емес

көлемдік шығындарын диаметрі 3 – 150 мм

вертикаль құбырларда өлшеу үшін

7.2 сурет – Ротаметрдің сұлбасы қолданылады. Қарапайым ротаметрдің

(7.2 сурет) құрылысы мынадай: 1 – конус тәріздес шыны түтік; 2 – түтіктің ішінде еркін қозғала алатын қалтқы; 3 - түтіктің бетіне түсірілген шкала. Қалтқы болаттан, алюминийден, қоладан, эбониттен, пластмассадан коррозияға ұшырамайтындай етіп жасалады. Қалтқының пішіні әртүрлі болуы мүмкін, ең көп тарағаны – төменгі бөлігі конус тәрізді цилиндр. Жоғарғы бөлігі қиғаш арықшалары бар жиек. Тексеріліп жатқан орта осы арықшалардан ағып өткенде, қалтқы айналады, айналу осі түтіктің осіне сәйкестеніп, оның түтік қабырғаларымен үйкелісі жойылады. Қатқының жиегі мен қабырға арасында сақина пішінді саңылау пайда болады. Осы саңылаудан өткенде сұйық тарылады. А-А қимадағы мен В-В қимадағы қысымдар арасында айырма пайда болады. Қалтқы көтерілген сайын, саңылау кеңейе түседі, яғни қысым айырмасы азаяды. Ротаметрдің жұмыс істеу принципі қалтқыға әсер ететін ауырлық күшін оған сұйық тарапынан әсер ететін басқа күштермен теңестіруге негізделген.

Көлемі V, ең үлкен қимасының ауданы f , орташа тығыздығы қалтқыға әсер ететін күштер:

а) жоғарыдан төмен

ауырлық күші ; (7.19)

б) төменнен жоғары

1) қалтқы мен қабырға арасындағы саңылаудан өтетін ағынның үдеуі салдарынан пайда болатын статикалық қысымдардың айырмасымен шарттанатын күш

; (7.20)

2) динамикалық тегеурін

, (7.21)

мұндағы φ – қалтқының пішініне тәуелді кедергілік коэффициенті;

ρ – ортаның тығыздығы;

υ – ортаның А-А қимадағы жылдамдығы.

3) ағын мен қалтқының бүйір беті арасындағы үйкеліс күші

, (7.22)

мұндағы k – Рейнольдс санына және қалтқының кедір-бұдырлық дәрежесіне тәуелді коэффициент;

- сақиналы саңылаудағы ағынның орташа жылдамдығы;

n – жылдамдыққа тәуелді дәреже көрсеткіші;

- қалтқының бүйір бетінің ауданы.

Қалтқыға әсер ететін күштер бірін-бірі теңестіргенде, ол ағында тыныштық күйінде қалықтап тұрады

. (7.23)

Осыдан

. (7.24)

Егер W, N күштерін елемесек, онда

, (7.25)

яғни қалтқыда қысымның құламасы шығынға тәуелді емес, сондықтан ротаметр тұрақты қысым құламасы бойынша шығын өлшеуіштерге жатады.

Көлемдік шығынды ротаметрдің көмегімен есептеу үшін мына өрнекті қолданады

. (7.26)

Ротаметрлер екі түрге бөлінеді:

-сұйықтарға арналған (су бойынша градуирленеді);

- газдарға арналған (ауа бойынша градуирленеді).

Ротаметрдің өлшеу шегі 0,6÷350 МПа аралығындағы жұмыстық қысым кезінде алынады. Дәлдік класы мына қатардын алынады: 1; 1,5; 2,5; 4.

Ротаметрдің өлшеу шектері:

ауа үшін 0,063÷40 сағ;

су үшін 0,04÷16 сағ.

Қателік көздері: ағынның турбуленттігінен α коэффициентінің өзгеруі; ортаның тығыздығын анықтау қателігі; қалтқының нақты өлшемдерін есептік өлшемдерінен ажырату. Аспапты жеке градиурлеу арқылы қателікті азайтуға болады.

Ротаметрдің артықшылығы: қондырғының қарапайымдылығы; аз шығындарды өлшеу мүмкіндігі; іс жүзінде бірқалыпты шкаласы бар.

Кемшілігі: құбырдың тек вертикаль бөлігіне ғана жарамдылығы; дистанциялық жеткізу қиындығы; жоғары қысымды және жоғарғы температуралы орталарда шығынды өлшеу үшін қолдану мүмкіндігінің жоқтығы.