При этом объемный и массовый расходы соответственно

G = aS„ = y2pAP. (⁵'⁹⁾

(5-12)

Тогда выражения для объемного и массового расхода для сжи­маемых сред примут вид:

(5-13)

Q = aeS₀

G = aeS₀l/2pAP

Для несжимаемых сред, т. е. при технических измерениях для жидкостей в=1.

При расчетах в формулах (5-8), (5-9) и (5-12), (5-13) пло­щади сечений выражают через соответствующие диаметры и, подсчитав значения постоянных, получают следующие зависи­мости для Q и G:

(5-15)

Q = 4.l0³aed²]_//^/r-^ = 4-10³aemD²|/ '• (5-14)

G = 4 • 10 W²J/ рА Р = 4 - 10³ae/nD²]/pAP

Сужающие устройства в расходомерах перемен­ою перепада давлений применяются стандартные и специали­зированные.

В технических измерениях пользуются в большинстве слу­чаев стандартными сужающими устройствами, правила расчета, установки и поверки которых подробно рассматриваются в Правилах 28—64 и работе [20]. К стандартным сужающим устройствам относятся стандартные диафрагмы, сопла и сопла Вентури.

Диафрагмы применяются без градуировки для трубопрово­дов Z)>50 мм. Диафрагма представляет собой тонкий диск с проходным отверстием цилиндрической формы, с острой вход­ной кромкой без вмятин и заусенцев. Для точного преобразова­ния Q в АР необходима строгая концентричность отверстия Диафрагмы со стенками трубопровода (рис. 5-3). Модуль диа-"""эагмы колеблется в пределах 0,05<т<0,7. Если толщина Диафрагмы Е больше ширины цилиндрической части отверстия

диафрагмы е, то с выходной стороны цилиндрического^ отвер­стия делают коническую расточку под углом от 30 до 45°.

Отбор перепада давлений в сужающем устройстве осуществ­ляется через отдельные цилиндрические отверстия, число кото­рых должно быть не менее четырех, или через две кольцевые камеры, каждая из которых соединяется с внутренней полостью трубопровода кольцевой щелью (сплошной или прерывистой) или группой равномерно распределенных по окружности отвер­стий. Размер с диаметра отдельных отверстий или ширина щели, соединяющей камеру с трубопроводом, для чистых жидкостей и газов лежит в пределах 1 мм<с<10 мм, для за-

Рис. 5-3

грязненных жидкостей, паров и влажных газов колеблется в пределах 4 мм<с<10 мм.

Для D>450 мм используются бескамерные дисковые диа­фрагмы, у которых отбор импульсов давлений Pi и Рг произво­дится с помощью равномерно расположенных по окружности отдельных цилиндрических отверстий (не менее четырех).

Для D<450 мм применяют камерные диафрагмы. Камеры позволяют исключить влияние местных пульсаций давления с обеих сторон диафрагмы при завихрениях потока, что суще­ственно при малых D, т. е. при небольших ДР. При относи­тельно небольших давлениях вещества камеры для отбора дав­ления (рис. 5-3, а) укрепляются вместе с диафрагмами между фланцами трубопровода. При этом диаметр камеры D_K должен быть равен диаметру D или превышать его не более чем на 1 /о-При больших статических давлениях вещества диафрагмы вва­риваются в трубопровод (рис. 5-3,6). Отбор давлений до и после диафрагмы в этом случае осуществляется с помощью щелей и кольцевых камер, вытачиваемых в утолщенных концах труб (или во фланцах).

На трубопроводах большего диаметра при малых давлениях вещества импульсы давлений раньше отбирали с помощью отверстий круглой формы, а кольцевые камеры выполняли в форме кольцевых труб, располагаемых с внешней стороны основного трубопровода. В последние годы кольцевые камеры вытачивают во фланцах (рис. 5-3, в).

Камерные диафрагмы типа ДК Рст—D при условном давле­нии измеряемой среды до 10 МПа изготавливаются в соответ­ствии с ГОСТ 14321—73, а бескамерные диафрагмы ДБ Р_ст—£> на давление до 2,5 МПа —по ГОСТ 14322—77. Здесь Р_ст — -допускаемое значение статического давления вещества МПа, р D — установочный внутренний диаметр трубопровода (в мм); |гх значения приводятся в обозначении диафрагм, например: ДК 10—100 для Р_Ст = 1,0 МПа и £=100 мм.

Для повышения стабильности, метрологической надежности •преобразователей расхода рекомендуется переходить на износо­устойчивые диафрагмы. Такие диафрагмы представляют собой обычные диафрагмы с радиусом закругления входной кромки г_к = 0,3±0,01 мм. Они характеризуются высокой стабильностью в процессе эксплуатации и могут быть рассчитаны по получен­ным зависимостям изменения коэффициента расхода в виде по­правочного множителя k_n=f(r_Kld)[3\.

Профиль стандартного сопла (рис. 5-3, г) образован двумя дугами, одна с ri = 0,2<2 касается торцевой поверхности сопла со •стороны входа, другая радиусом r₂=0,333d переходит в цилинд­рическую часть. Размеры щелей, кольцевых камер и отвер­стий у сопла те же, что и у диафрагм. Сопла применяются для трубопроводов диаметром D от 50 до 500 мм с модулем т = ,== 0,05—0,65. Они имеют более сложный профиль и значительно Дороже в изготовлении. Однако их удобно использовать для

Измерения расхода газов и перегретого пара, если ^Pl~^Pa < 0,1,

Р i

а также для измерения расхода пара высокого давления и агрессивных жидкостей в трубопроводах диаметром Z)<200 мм. ропла менее чувствительны к коррозии и загрязнению, чем диа-рагмы. Кроме того, сопла обеспечивают меньшее значение отерь давления, поэтому их выбирают при ужесточении требо­ваний к этому параметру.

Стандартные сопла Вентури состоят из трех частей: входной ррофильной такой же, как у сопла, центральной цилиндриче­ской и выходной в виде длинного или короткого расширяюще­еся конуса (рис. 5-4, а, б). Угол выходного конуса должен ле­жать в пределах 5°<i]x30°. Давление Pi измеряется через от­верстия или кольцевые щели. Для измерения давления Р₂ тепользуют отдельные отверстия, число которых должно <ыть не меньше четырех, а диаметр отверстий выбира­ется в пределах от 3 до 0,13 мм для жидкостей и не менее 8 мм ВДя пара.

160

Заказ № 301

161

Сопла Вентури применяются для трубопроводов диаметром D>50 мм при модуле т=0,05—0,6. Они позволяют получить минимальные значения безвозвратной потери напора. Кроме того, их используют при измерении расходов зашламленных по­токов, для пульп и суспензий. Сопла Вентури находят примене­ние в расходомерах для массных потоков в ЦБП.

При установке сужающих устройств следует соблюдать сле­дующие основные правила: