Количество жидкостей и газов

Измеряют с помощью счетчиков.

По принципу действия счетчики разделяют на объемные, скоростные и весовые.

Для измерения количества жидкостей применяют в основном объемные и скоростные счетчики, для измерения количества газа – только объемные (ротационные и барабанные).

Объемные счетчики.

Принцип действия основан на отмеривании определенного объема измеряемой жидкости или газа и суммировании числа отмеренных объемов.

На Рис.28 – объемный счетчик для жидкости с овальными зубчатыми колесами,

Измеряемая жидкость, поступая в корпус счетчика, поворачивает одновременно оба колеса (они зацеплены друг с другом). При вращении колес периодически отсекается определенный объем жидкости (1, 2, 3 и т.д.). За один полный оборот колес через корпус счетчика пропускается четыре отсекаемых объема жидкости. Число оборотов колес посредством магнитной муфты передается счетному механизму.

О бъемные счетчики жидкости с овальными колесами предназначены для измерения количества чистых жидкостей, без механических примесей температурой от -40 до +120ºС, давлением до 6.4 МПа.

Достоинства: имеют широкий диапазон измерений и небольшую погрешность показаний. Классы точности 0.25 и 0.5.

На рис.29 – объемный (ротационный) счетчик для газа.

Внутри корпуса 2 вращаются два ротора 1, валы роторов связаны между собой зубчатой передачей. Роторы вращаются за счет переменного давления газа, заключенного между ними и стенками корпуса, и отмеривают определенные порции газа. Вращение одного из роторов передается счетному механизму, который фиксирует число отмеренных объемов газа.

Погрешность ротационного счетчика составляет от ±2% до ±3%.

Достоинства: обладают большой пропускной способностью.

Скоростные счетчики для жидкостей

Применяют в основном для измерения количества воды.

Принцип действия основан на измерении средней скорости протекающей через корпус счетчика жидкости. Погрешность измерения составляет от ±2% до ±5%.

В корпусе счетчика помещена легкая пластмассовая вертушка, которая вращается под воздействием проходящей через корпус счетчика жидкости. Вертушка соединена со счетным механизмом, который суммирует число ее оборотов.

Частота вращения вертушки пропорциональна средней скорости потока: . Объемный расход связан со скоростью соотношением: , S – площадь сечения потока. Таким образом, имеем: .

Недостаток: могут использоваться лишь для жидкостей с малой вязкостью, т.к. показания счетчика сильно зависят от вязкости, а та, в свою очередь от температуры.

п.3 Измерение расхода вещества

Методы измерения расхода.

1. Метод скоростного напора.

2. Метод переменного перепада давления.

3. Метод постоянного перепада давления.

4. Электрические методы.

Измерение расхода по переменному перепаду давления

Для измерения расхода жидкостей, газов и пара в трубопроводах наибоьшее распространение получил метод, основанный на зависимости расхода вещества от перепада давления, вызванного сужающим устройством.

Устройство для сужения потока выполняет функции первичного преобразователя (датчика). Его устанавливают в трубопроводе. Устройство имеет круглое отверстие, диаметр которого меньше внутреннего диаметра трубопровода и поэтому создает местное сужение потока.

При проходе вещества через сужающее устройство скорость потока увеличивается, и увеличивается кинетическая энергия. Соответственно потенциальная энергия потока уменьшается, поэтому статическое давление в суженном сечении меньше, чем до сужающего устройства. То есть при протекании вещества через сужающее устройство создается перепад давления, зависящий от скорости потока и, следовательно, от расхода. Таким образом по перепаду давления на сужающем устройстве, измеряемому дифманометром, можно определить численное значение расхода вещества.

Шкалы промышленных дифманометров-расходомеров или работающих с ними в комплекте вторичных приборов градуируют непосредственно в единицах расхода измеряемого вещества.

В качестве сужающего устройства применяют стандартные диафрагмы (рис.30), сопла и трубки Вентури.

Р ис.30. Стандартная диафрагма.

Представляет собой тонкий диск диаметром D из нержавеющей стали с концентрическим отверстием диаметром d. Диафрагму устанавливают таким образом, чтобы ее отверстие было концентрично внутреннему сечению трубопровода. Отбор давления у диафрагмы производится с помощью отдельных отверстий в ее корпусе (нижняя часть рисунка) . Если нужны более точные измерения расхода, диафрагму зажимают между двумя уравнительными камерами, которые устанавливают в трубопроводе (верхняя часть рисунка). Кольцевая камера перед диском называется плюсовой, а за диском минусовой.

Диафрагма применяется наиболее часто.

Рис.31 Стандартное сопло.

Представляет собой короткую воронкообразную насадку, вставляемую концентрично в трубопровод непосредственно (нижняя половина рисунка) или вместе с уравнительной камерой (верхняя половина). Входное отверстие имеет диаметр D, выходное d.

Сопло применяют при малых значениях диаметра выходного отверстия сужающего устройства.

Сопло Вентури состоит из профильной входной, цилиндрической средней и конической выходной частей. Профиль сопла Вентури приближается к свободному изменению формы потока при прохождение через сужающее устройство, поэтому остаточная потеря давления при его использовании значительно меньше. Сопла Вентури могут быть длинными и укороченными.