книги / Теплотехнические измерения и приборы

Для того чтобы можно было пренебречь дополнительной погреш­ ностью при измерении расхода пара, которая может возникнуть из-за разности уровней конденсата в сосудах при быстром изменении расхода, уравнительные сосуды должны иметь достаточные раз­ меры.

Для поплавковых, кольцевых и сильфонных дифманометров пло­ щадь F c поперечного сечения в мм2 уравнительного сосуда должна удовлетворять условию [61]:

где рв и рп — плотность воды и пара при температуре насыщения, соответствующей рабочему давлению в паропроводе, кг/м3; V — объем «плюсовой» камеры дифманометра, мм3; Др а — предельный номинальный перепад давления, кгс/м2.

При измерении расхода пара дифманометр рекомендуется рас­ полагать ниже сужающего устройства и ниже уравнительных сосу­ дов (рис. 14-7-6,а). Такой способ взаимного расположения сужаю­ щего устройства и дифманометра облегчает удаление воздуха из соединительных линий.

Если дифманометр при измерении расхода пара располагается выше сужающего устройства, то в наивысшей точке соединительных линий следует установить, так же как и при измерении расхода воды, газосборники с вентилями для продувки (рис. 14-7-6,6). Кроме того, необходимо прокладывать соединительные линии по выходе из уравнительных сосудов с U-образным изгибом, опускаю­ щимся вниз ниже паропровода не менее чем на 0,7 м.

При измерении расхода газа дифманометр следует устанавливать выше сужающего устройства, чтобы конденсат, образовавшийся

всоединительных линиях, мог бы стекать втрубопровод (рис. 14-7-7).

Ксужающему устройству, установленному в горизонтальном или наклонном трубопроводе, соединительные линии следует присое­ динять к верхней половине его. Это исключает возможность попада­ ния конденсата в соединительные линии из трубопровода. Проклад­ ку соединительных линий желательно производить вертикально, но если дифманометр устанавливается ненепосредственно надсужаю­ щим устройством, то соединительные линии следует прокладывать с уклоном, достаточным для стекания конденсата в трубопровод.

Если обеспечить односторонний уклон соединительных линий по всей их длине невозможно, последние должны быть снабжены коленами и в низших точках этих колен должны быть установлены сборники конденсата с вентилями для продувки. Кроме того, при измерении расхода горячих газов следует обеспечивать одинаковую температуру в обеих соединительных линиях.

Соединительные линии не рекомендуется прокладывать вблизи горячих поверхностей печей, трубопроводов и т. д. Если этого избежать нельзя, то обе соединительные линии следует покрыть теплоизоляцией.

В случае расположения дифманометра ниже сужающего устрой­ ства рекомендуется опускать соединительные линии до точки, лежа­ щей ниже дифманометра, где необходимо устанавливать сборники конденсата с вентилями для продувки (рис. 14-7-7, б).

Соединительные линии с разделительными сосудами. Если при измерении расхода среды ее свойства или условия эксплуатации не позволяют присоединять дифманометр к сужающему устройству указанными выше способами, то в соединительные линии включают разделительные сосуды. Разделительные сосуды должны устанав-

Рис. 14-7-7. Схема соединительных линий при измере­ нии расхода газа с установкой дифманометра выше

(а) и ниже (б) сужающего устройства.

продувочный вентиль дополнительный; 7 — отстойный со­ суд с продувочным вентилем.

ливаться в соединительных линиях как можно ближе к сужающему устройству.

На рис. 14-7-8, а показана схема соединительных линий с разде­ лительными сосудами при измерении расхода жидкости, плотность которой меньше плотности разделительной жидкости, а на рис. 14-7-8, б— при измерении расхода жидкости, плотность которой боль­ ше плотности разделительной жидкости.

На рис. 14-7-9 показана схема соединительных линий с раздели­ тельными сосудами при измерении расхода газа. На этой схеме дифманометр расположен ниже сужающего устройства; дифманометр можно установить и выше сужающего устройства.

Уровни разделительной жидкости в сосудах должны'быть одина­ ковыми при нулевом перепаде давления. Разделительную жидкость

тельной жидкости при давлении рх и температуре разделительных сосудов, кг/м3; р' — плотность измеряемой среды при давлении рх и температуре разделительных сосу­ дов, кг/м3; рр — плотность рабочей

жидкости дифманометра, кг/м3. Для кольцевых дифманометров

где F — площадь радиального сече­ ния кольца дифманометра, мм2.

Для сильфонного дифманометра (без силовой компенсации)

Вр^0,7Дс] / - ±(Рп^ : р,)Х-, (14-7-6)

где Dc — эффективный диаметр силь­ фона, мм; Др„ — предельный номи­ нальный перепад давления дифмано­ метра, кгс/м2; i — перемещение дна сильфона, соответствующее верхнему пределу измерений дифманометра, мм.

Знак перед скобкой под корнем в приведенных выше неравенствах принимается таким, чтобы значение числителя дроби было положитель­ ным.

При измерении расхода мембран­ ными дифманометрамн и сильфон­ ными дифманометрами с силовой компенсацией влияние раздели­

тельных сосудов пренебрежимо мало.

14-8. Погрешности измерения расхода

Измерение расхода вещества по перепаду давления в сужающем устройстве относится к виду косвенных измерений. При измерении расхода жидкостей, газов и пара по перепаду давления в сужающем устройстве следует учитывать неизбежные погрешности при опре­ делении отдельных величин, входящих в уравнения расхода (14-6-1), (14-6-2), (14-6-10) и (14-6-12), так как общая погрешность измерения расхода слагается из погрешностей этих величин.

Прежде чем рассматривать применяемый способ определения погрешности измерения расхода, необходимо обратить внимание на то, что уравнения расхода содержат две группы величин, а именно: величины, которые были найдены путем обработки большого числа измерений, и величины, измеряемые, как правило, однократно или определяемые по справочным данным.

можно пренебречь ввиду ее малости по сравнению с остальными слагаемыми. В этом случае формула (14-8-3) принимает вид:

где оа — средняя квадратическая относительная погрешность коэф­ фициента расхода, %; ае— средняя квадратическая относительная погрешность поправочного множителя на расширение измеряемой среды, %; о у ^ — средняя квадратическая относительная погреш-

°!о

0,50

0,25

Рис. 14-8-1. Средняя квадратическая погрешность ис­ ходного коэффициента расхода диафрагм.

Рис. 14-8-2. Средняя квадратическая погрешность по­ правочного множителя на шероховатость к ш для диа­ фрагм.

ность показаний (записи) по шкале (диаграмме) дифманометра (комплекта) при измерении расхода Qв % по расходу; ар— средняя квадратическая относительная погрешность значения плотности из­ меряемой среды, %.

Далее рассмотрим определение погрешностей отдельных величин, входящих в уравнение расхода.

Погрешность плотности измеряемой среды. Если плотность при измерении расхода подсчитывается по формуле (14-5-1), то средняя квадратическая относительная погрешность значения р опреде­ ляется по формуле

где Д р20и АР — максимальные абсолютные погрешности табличных значений соответственно р20и Р, равные половине единицы разряда последней значащей цифры; A t — основная допускаемая абсолют­ ная погрешность величины tu °С.

Для вычисления средней квадратической относительной погреш­ ности значения плотности сухого газа р, определяемой по уравнению (14-5-2), пользуются формулой

о р = V a Pu + CTpt+ + ° l . (14-8-13)

Средняя квадратическая относительная погрешность аРц значе­ ния р„ определяется по формуле

Погрешность определения температуры измеряемой среды зави­ сит от класса точности применяемых приборов и условий измерения. Если абсолютная допускаемая погрешность измерения температуры равна A t, то средняя квадратическая относительная погрешность равна:

Средняя квадратическая относительная погрешность а* опре­ деления значения коэффициента сжимаемости газов К приведена в [61].

Средняя квадратическая относительная погрешность плотности измеряемой среды, определяемой по таблицам в зависимости от давления и температуры, вычисляется по формуле