III) Для измерения расхода жидкостей и газов применяют

1) дроссельные устройства (диафрагмы, сопла, трубы Вен тури).

Одним из наиболее распространенных и изученных способов измерения расхода жидкостей, газов и пара является метод измерения расхода по перепаду давления в дроссельных приборах. Дроссельным прибором называется приспособление, установленное в трубопроводе и создающее в нем сужение трубы, вследствие чего при протекании жидкости или газа создается перепад давления. В качестве же дроссельных приборов обычно применяются: диафрагмы, сопла и трубы Вентури. Лучше всего изучены диафрагмы и сопла.

Характер потока и распределение давлений вблизи дроссельного прибора наглядно показаны на рисунке. Здесь дроссельным прибором является диафрагма, которая представляет собой тонкий диск с отверстием круглого сечения, центр которого лежит на оси трубы. Сужение струи начинается до диафрагмы, и на некотором расстоянии за диафрагмой диаметр струи достигает минимального речения.

Далее струя постепенно расширяется до полного сечения трубопровода. При протекании вещества через диафрагму до и после нее образуются мертвые зоны, в которых движение жидкости завихрено. На рисунке сплошной линией представлена кривая, характеризующая распределение давлений вдоль стенки трубопровода; кривая же, изображенная пунктирной линией, характеризует распределение давления по оси трубопровода. Как видно из той же фигуры, давление за диафрагмой полностью не восстанавливается.

Разность давлений до и после дроссельного прибора, т.н. перепад давлений может быть измерен с помощью дифференциального манометра. По измеренному перпаду можно расчетным путем определить расход вещества, протекающего в трубопроводе через дроссельный прибор.

2) Водомеры:

а) «Космос» (до 10 м³/ч);

б) Вольтмана ( до 1000 м /ч); •,

в) дисковые водомеры (до 50 м /ч).

Принцип работы такого счетчика воды достаточно прост: проходящий поток воды крутит крыльчатку (1), и через систему шестеренок количество оборотов крыльчатки определяет показания счетчика. Механизм (2) тахометрического счетчика не имеет контакта с потоком воды (3), и такой счетчик называется сухим или сухоходным. Индикаторное устройство(5) состоит из пяти роликов, которые через масштабирующий механический редуктор (4) отображают измеренный объем воды в кубометрах. Ролик красного цвета и стрелочный указатель отображает доли кубических метров. Взаимодействие между крыльчаткой и счетным механизмом осуществляется путем магнитной связи через герметичную перегородку (6). Опорные части крыльчатки и счетного механизма оснащены твердыми осями - часовыми камнями из рубина (7 и 8), что обеспечивает увеличение срока эксплуатации и высокую надежность измерительного прибора.

3. пневмометрические трубки;

Характеристика пневмометрической трубки зависит от конфигурации конца трубки, направленного навстречу газопылевому потоку. Полусферическая головка (а) в зависимости от диаметра отверстия изменяет чувствительность пневмометрической трубки к скосу пылегазового потока до 15°. Менее чувствительна к скосу потока трубка с коническим наконечником (б). Экранирование трубки (в) кожухом с плавным входом делает трубку практически нечувствительной к скосу пылегазового потока.

3. Дифманометры предназначены для измерения расхода жидкостей, газов и пара по перепаду давления в дроссельных приборах.

Подразделяются на: 1) переносные; 2) стационарные.

по конструкции: а) жидкостные стеклянные; б) колокольные; в) мембранные; г) поплавковые; д) сильфонные.

Кольцевой Д., или «кольцевые весы», имеет чувствительный элемент в виде полого кольца с перегородкой (рис).

Рис. Схема кольцевого дифманометра

В нижней части кольца, заполненного жидкостью (вода, масло, ртуть), укреплён компенсационный груз. При p₁ = p₂ уровень жидкости в обеих частях кольца одинаков, а центр тяжести груза находится на вертикальной оси, проходящей через центр кольца. При p₁ > p₂ жидкость в левой части опустится, а в правой поднимется. Усилие, создаваемое действием разности давлений на перегородку, вызывает момент, стремящийся повернуть кольцо по часовой стрелке. Диапазон измерения перепадов давлений: для низкого давления (с водяным заполнением) до 1,6 кн/м² (160 кгс/м²) при давлении среды до 150 кн/м² (15000 кгс/м²); для среднего (с ртутным заполнением) — до 33 кн/м² (250 мм рт. cт.) при давлении среды 3,2 Мн/м² (32 кгс/см²). Основная приведённая погрешность ± 0,5—1,5%.

         Колокольный Д. (рис) представляет собой колокол, погружённый в жидкость и перемещающийся под влиянием разности давлений внутри (большее) и снаружи (меньшее) колокола.

Рис. Схема колокольного дифманометра.

Противодействующая измеряемому давлению сила создаётся утяжелением колокола (гидростатическое уравновешивание) или деформацией пружины, на которой подвешивается колокол (механическое уравновешивание). Диапазон измерения перепада давлений от 40 н/м² до 4 кн/м² (от 4 до 400 кгс/м²) при давлении среды от 10 кн/м² до 0,3 Мн/м² (от 1000 кгс/м² до 3 кгс/см²).

3. расходомеры постоянного перепада - ротаметры.

Принцип действия расходомеров данного типа основан на том, что поплавок плавающий (подвешенный) в потоке изменяет свое положение по вертикали в зависимости от величины расхода газа. Для обеспечения линейности такого перемещения, площадь проходного сечения датчика расхода изменяется таким образом, чтобы перепад давления оставался постоянным. Это достигается тем, что трубка в которой перемещается поплавок выполнена конической с расширением конуса вверх (ротаметры типа РМ) или трубка выполнена с прорезью и поршень (плавок), поднимаясь вверх открывает для потока большее проходное сечение.

Трубки ротаметров могут быть стеклянными (рассчитаны на давление до 2,5 МПа) и металлическими (до 70 МПа). Поплавки в зависимости от свойств жидкости или газа изготовляют из различных металлов либо пластмасс. Приборы работоспособны при температурах от — 80 до 400 °С, предпочтительны для трубопроводов диаметром до 150 мм, имеют равномерные шкалы, градуированные в единицах объемного расхода. Достоинства: возможность измерений расхода жидкостей и газов от весьма малых значений (0,002 л/ч по воде, 0,03 л/ч по воздуху) до высоких (150-200 и до 3000 м³/ч); широкий диапазон измерений (10:1); малые потери давления (до 0,015 МПа). Погрешность 0,5-2,5% от макс. расхода.

Среди расходомеров постоянного перепада давления, или расходомеров обтекания, наибольшее распространение получили ротаметры, которые широко применяются для измерения малых расходов жидкости дисперсными включениями инородных частиц, нейтральных к материалам деталей.

Типы ротаметров. РП - металлические с преобразованием измеряемой величины в пневматический выходной сигнал; РЭ - металлические с преобразованием измеряемой величины в электрический выходной сигнал; РМ - со стеклянной ротаметрической трубкой и местными показаниями. Потеря напора от установки ротаметра в технологическую линию не превышает 0,01 МПа для жидкостей и 0,005 МПа для газов. Шкалы ротаметров условные, поэтому для определения расхода к паспорту прибора прикладывается градуировочная характеристика.