12.Сужающиеся устройства

Стандартные сужающие устройства

При выборе сужающего устройства необходимо руководствоваться следующими соображениями.

Потеря давления в сужающих устройствах увеличивается в следующей последовательности:

труба Вентури,

длинное сопло Вентури,

короткое сопло Вентури,

сопло,

диафрагма;

при одних и тех же значениях m и ΔP и прочих равных условиях сопло позволяет измерять больший расход, чем диафрагма, и обеспечивает более высокую точность измерения по сравнению с диафрагмой (особенно при малых значениях m);

изменение или загрязнение входного профиля сужающего устройства в процессе эксплуатации влияет на коэффициент расхода диафрагмы в большей степени, чем на коэффициент расхода сопла;

первое место среди сужающихся устройств по стоимости, простоте изготовления и монтажа занимают диафрагмы.

К стандартным (нормализованным) сужающим устройствам относятся диафрагмы, сопла, сопла и трубы Вентури, удовлетворяющие требованиям Правил и применяющиеся без индивидуальной градуировки.

В процессе проектирования при выборе стандартных сужающих устройств не нужно производить полный расчет, так как его выполняет завод-изготовитель по данным опросного листа, заполняемого заказчиком. В связи с этим в проекте делают только приближенные расчеты в целях выбора типа сужающего устройства, проверки величины потери давления в этом устройстве и определения требуемых длин прямых участков трубопровода до и после сужающего устройства, а также выбора типа и пределов показаний дифманометра.

При измерении расхода газов и жидкостей допускается применять как угловой, так и фланцевый способы отбора перепада давления на диафрагмах и угловой способ отбора на соплах, соплах и трубах Вентури.

Перепад давления при угловом способе отбора измеряют как разность между статическими давлениями, взятыми непосредственно у плоскостей сужающего устройства в углах, образуемых последними со стенкой трубопровода.

При угловом способе отбора перепад давления измеряется через отдельные цилиндрические отверстия или через две кольцевые камеры, каждая из которых соединена с внутренней полостью трубопровода кольцевой щелью (сплошной или прерывистой) или группой равномерно распределенных по окружности отверстий.

При применении отдельных отверстий наилучшие результаты обеспечивает установка устройств в обойму. Кольцевая камера выполняется либо непосредственно в «теле» сужающего устройства, либо в каждом из фланцев, либо в специальной промежуточной детали — корпусе.

При малых давлениях и большом диаметре трубопровода кольцевая камера может быть образована также полостью трубки, согнутой вокруг трубопровода в кольцо или прямоугольник. Сужающие устройства с кольцевыми камерами более удобны в эксплуатации, особенно при наличии местных возмущений потока, так как кольцевые камеры обеспечивают выравнивание давления по окружности трубы, что позволяет более точно измерять перепад давления при сокращенных прямых участках трубопровода. При фланцевом способе отбора перепад давления измеряют через отдельные цилиндрические отверстия, расположенные на одинаковом расстоянии от плоскостей диафрагмы. Оси отверстий для отбора давления до и после сужающего устройства могут находиться в разных меридиональных плоскостях. На одном сужающем устройстве можно использовать два и более дифманометров с различным сочетанием шкал.

При установке сужающих устройств необходимо соблюдать ряд условий, существенно влияющих на погрешности измерения. Сужающие устройства должны располагаться перпендикулярно оси трубопровода, неперпендикулярность не должна превышать 1°. Ось сужающего устройства должна совпадать с осью трубопровода, смещение не должно превышать 0,005D20. Следует обеспечить установившееся течение потока перед входом в сужающее устройство и после него, для чего необходимо наличие прямых участков трубопровода определенной длины до и после сужающего устройства.

Длина этих участков должна быть такой, чтобы искажения потока, вносимые коленами, вентилями, тройниками и т. д., смогли сгладиться до подхода потока к сужающему устройству. Искажения потока перед сужающим устройством значительно сильней влияют на погрешность измерения, чем искажения за сужающим устройством, поэтому задвижки и вентили, особенно регулирующие, рекомендуется устанавливать после сужающих устройств.

Длина прямого участка перед сужающим устройством зависит от относительной площади m сужающего устройства диаметра трубопровода и вида местного сопротивления, расположенного до прямого участка. Длина прямого участка после сужающего устройства зависит только от числа m.