книги / Теплотехнические измерения и приборы

[62] и рекомендуется в Правилах 28-64, поправку на влияние Rez> целесообразно осуществлять не с помощью множителя k n, а путем введения поправки по расходу Дф, которая суммируется алгебраи­ чески с показаниями прибора и счетчика (интегратора) за каждый час измерения или учитывает­ ся при градуировке. Эта по­ правка равна:

AQ = (fen- l ) Q . (14-3-6)

Учитывая выражения (14-3-3)— (14-3-6), получаем следующие формулы для оп­ ределения поправки AQ:

AQM= 2,82Dvpkn = 2,82Dr|fen; (14-3-7)

AQ0= 2,82Dvkn=

где £„ = (£„ — 1) Rea.

Из этих формул видно, что поправка AQ является функцией величины kn, которую с погрешностью, не превышающей ±0,3%,

ства следует изменить т или D так, чтобы имело место неравенство | ÔQ | ^ 0,3%. В случае невозможности такого изменения необхо­ димо вводить поправку AQ.

Изложенные выше положения о коэффициентах расхода стан­ дартных сужающих устройств справедливы только для трубопро­ водов с достаточно гладкой внутренней поверхностью. Для диафрагм обязательно также соблюдение остроты входной кромки отверстия.

жителей kmк коэффициентам рас­

хода диафрагм, сопл и сопл Вентури, учитывающих влияние шеро­ ховатости трубопровода, даны на рис. 14-3-9 для диафрагм, а на рис. 14-3-10 — для сопл и сопл Вентури. Эти значения коэффициен­ тов km соответствуют трубопроводам, внутренняя поверхность ко­ торых после длительной эксплуатации покрылась ржавчиной. Если трубопроводы после длительной эксплуатации имеют грубые не­ ровности или наросты на внутренней поверхности, то в этом случае обеспечить надлежащую точность измерения расхода вещества не представляется возможным.

Значения поправочных множителей kn к исходным коэффициен­ там расхода диафрагм на неостроту входной кромки определяются по рис. 14-3-11. Этот множитель вводится в тех случаях, когда острота входной кромки диафрагмы не удовлетворяет указанным выше требованиям.

1,020

1,016

1,011

1,008

1,004-

1,000

Рис. 14-3-9. Поправочный множитель на шероховатость трубопровода для диафрагм.

Итак, при измерении расхода с помощью переносного двухтруб­ ного или однотрубного дифманометра коэффициент расхода должен определяться по формулам:

для диафрагм

давлении в табл. П14-3-2. Динамическая вязкость газа при давлении рг и температуре

может быть приближенно (с погрешностью до 5%) определена по

Числовые значения поправочного множителя е для диафрагм, сопл и сопл Вентури могут быть определены в зависимости от Ар/р1Ук и т также по номограммам (рис. П14-4-1) — (П14-4-3), при­ водимым в Правилах 28-64. Пунктирные линии со стрелками на номограммах показывают порядок нахождения е.

Пунктирные линии, проведенные на номограммах, показыва-

т(рис. П14-4-1 и П14-4-2) или В (табл. П14-4-1) и т (рис. П14-4-3). Поправочный множитель е, найденный по номограммам, действи­

телен только для определенных значений Др/рх. При измерении же расхода среды с помощью промышленного расходомера, отградуи­ рованного в единицах расхода, отношение Ap/pi будет изменяться в определенных пределах. Поэтому при расчете сужающего устрой­ ства для работы в комплекте с промышленным дифманометром пользуются средним значением еср. Значение гср определяется по номограммам в зависимости от Apcp/piПри этом отношение Apcp/pi принимается равным:

где Арср — средний перепад давления, который соответствует ожи­ даемому среднему расходу Qcp, кгс/м2; Ар — наибольший перепад давления, вычисляемый по предельному номинальному перепаду давления дифманометра (Ари), кгс/м2; Qn#n— верхний предел изме­ рения дифмаиометра.

Однако при таком способе определения поправочного множителя на расширение измеряемой среды для всех значений Q Qcp возникает дополнительная погрешность, обусловленная отклоне­ нием действительного значения е от его расчетного среднего значе­ ния. Для уменьшения указанной дополнительной погрешности при измерении расхода газа или пара, особенно с помощью диафрагм, необходимо, чтобы отношение àpcJp1 было наименьшим.

Известно, что показатель адиабаты k реального газа зависит от температуры и давления. При давлениях, близких к атмосферному, показатель адиабаты с достаточной точностью может быть опреде­ лен как отношение k = cplcvy где сру cv — теплоемкость газа соот­ ветственно при постоянном давлении и объеме.

Значения /е некоторых газов при различных температурах и давлении, близком к атмосферному, даны в табл. П14-3-2, а для перегретого водяного пара — на рис. П14-4-4.

Показатель адиабаты &см смеси газов, если отсутствуют экспе­ риментальные данные, может быть определен по формуле

где р — средний коэффициент объемного расширения жидкости в интервале температур от /20до t , К"1.

Значения плотности для наиболее распространенных газов в нормальном состоянии приведены в табл. П14-3-2. За нормальное состояние газа, как отмечалось выше, принимается такое состояние, при котором температура газа t a = 20°С, давление р„ = = 1,0332 кгс/см2 (101 325 Па) и относительная влажность ср = 0.

где К — коэффициент сжимаемости газа, характеризующий откло­ нение данного газа от законов идеального газа.

Коэффициент К введен в формулу (14-5-2) потому, что действи­ тельная плотность р газа в рабочем состоянии при р г и Т г отлича­ ется от теоретического значения рт>3, подсчитанного по законам идеального газа (исходя из плотности при температуре 0°С и дав­

чения К для некоторых распространенных газов приведены в [61].

Коэффициент сжимаемости Кем газовой смеси может быть найден прибли­

где Vi •— объемная доля данного компонента в смеси; р* — плотность компонента при температуре и давлении смеси, кг/м3.

Плотность р влажного газа в рабочем состоянии при р± и Т± определяется по формулам

где рс.г — плотность сухой части газа во влажном газе при ее парциальном давлении, равном р± — ФРн.п» и температуре Т ъ кг/м3; рв.п плотность водяного пара в газе приего парциальномдавлении, равном фр,ьп> и температуре Т ъ кг/м3; Ф — относительная влажность газа, в долях единицы, т. е. отношение плотности водяного пара во влажном газе при 7* и p i к максимально возможной плотности

пара при той же температуре и давлении; рн.п—плотность насыщенного водяного пара при температуре 7\, кгс/м3 [61]; /?„.п — давление насыщенного водяного пара при температуре Т ъ кгс/см2 [61].

Если рабочая температура Т г газа превышает температуру насыщения Гпас

здесь плотности рн п и р ' п газа определяются, как указано выше.

Если при подсчете поформуле (14-5-10) получается значение ф > 1, то в рабо­ чем состоянии газ будет насыщен водяным паром и при этом часть его сконденси­ руется. В данном случае за действительное значение следует принять ф = 1.

14-6. Основные расчетные формулы расхода

Уравнения расхода (14-1-19) и (14-1-20) в кг/ч и м3/ч соответ­ ственно могут быть представлены в виде

где 1,252-10_2 = 3600-10-6-5-1/2-9,81; здесь 9,81 — множитель для

перевода значения Ар, выраженного в кгс/м2, в значение, выражен­ ное в Па; а — коэффициент расхода сужающего устройства; г — поправочный множитель на расширение измеряемой среды; d — диаметр отверстия сужающего устройства при температуре изме­

ряемой среды, мм, согласно формуле Fo = 10'6-^-d (F0 выражено

в м2); р — плотность измеряемой среды в рабочих условиях при и tx, Ар — перепад давления в сужающем устройстве, кгс/м2. Диаметр d20 отверстия сужающего устройства и внутренний диаметр £>20 трубопровода обычно измеряют при температуре 20°С или приводят к ней. Значения диаметров d и D, соответствующие рабочей температуре tx среды, протекающей в трубопроводе, могут

в интервале от 20°С до /, К-1.

Значения поправочного множителя kt для некоторых металлов