2. Расходомеры
В соответствии с применяемыми методами приборы для измерения расхода подразделяют на расходомеры обтекания, переменного перепада давления, переменного уровня, индукционные, тахометрические и объемные. Последние чаще используют в качестве счетчиков.
Из расходомеров обтекания наибольшее распространение получили расходомеры постоянного перепада давления, получившие название ротаметров. Чувствительным элементом этих приборов является поплавок (шарик), воспринимающий динамическое давление потока. Принцип действия ротаметра (рис. 75) основан на том, что при движении жидкости или газа снизу вверх через конусную трубку 1 поплавок 2 поднимается (опускается) до тех пор, пока его сила тяжести не уравновесится разностью давлений до и после поплавка и выталкивающей силой. При постоянной плотности и кинематической вязкости сред значение расхода соответствует строго определенному положению поплавка.
К основным преимуществам ротаметров следует отнести простоту конструкции, значительный диапазон измерения и возможность измерения малых расходов и расходов агрессивных сред. К недостаткам относятся большая чувствительность к изменению вязкости жидкой среды при изменении температуры и невозможность измерения расхода загрязненных жидкостей, из которых выпадают осадки.
Промышленность выпускает ротаметры трех видов: показывающие (табл. 12) для местного контроля расхода без передачи информации (рис. 75, а); с электрической дистанционной передачей информации без местной шкалы (рис. 75, б) и с пневматической дистанционной передачей и местной шкалой показаний.
В термических и литейных цехах ротаметры применяют для измерения расхода природного газа, азота, аммиака и водорода.
Работа расходомеров переменного перепада давления основана на измерении перепада давления, создаваемого с помощью дросселя, в зависимости от расхода среды.
Рис. 75. Ротаметры:
а – для местного измерения; б – с электрической передачей информации; 1 – коническая трубка; 2 – поплавок
Таблица 12
Технические характеристики ротаметров
|
Тип |
Верхний предел измерения, м2/ч |
Диаметр условного прохода, мм |
|
|
по воде |
по воздуху |
||
|
РМ-А-0,0025 |
0,0025 |
– |
3 |
|
РМ-А-0,1ГУЗ |
– |
0,1 |
3 |
|
РМ-0,016ЖУЗ |
0,016 |
– |
6 |
|
РМ-0,25ГУЗ |
– |
0,25 |
6 |
|
РМ-0,16ЖУЗ |
0,16 |
– |
15 |
|
РМ-0,25ГУЗ |
– |
0,25 |
15 |
Метод измерения основан на том, что поток среды, протекающий в трубопроводе, неразрывен, и в месте установки дросселирующего сужающего устройства скорость его увеличивается. При этом происходит частичный переход потенциальной энергии давления в кинетическую энергию скорости, вследствие чего статическое давление в узком сечении будет меньше давления перед местом сужения, т. е. возникает перепад давления. Расходомер этого типа представляет собой измерительный комплекс, состоящий из трех узлов: приемного преобразователя, создающего перепад давления в зависимости от расхода среды и устанавливаемого внутри трубопровода; соединительных трубок с вспомогательными устройствами; дифференциального манометра.
В качестве устройства для создания в трубопроводе перепада давления чаще всего используются стандартные сужающие устройства: диафрагмы (рис. 76, а), сопла (рис. 76, б) и трубы Вентери (рис. 76, в).
Дифференциальные манометры, применяемые для измерения перепада давления в расходомерах, имеют неравномерную шкалу в связи с существующей квадратичной зависимостью между перепадами давления и объемным расходом.
Рис. 76. Стандартные сужающие устройства расходомеров переменного перепада давления:
а – дисковая диафрагма; б – сопло; в – труба Вентури; 1 – труба; 2 – сужающее устройство
Рис. 77. Шариковый расходомер
Таблица 13