Утмрвдвш «втодаческоа комиссий жясашчеоюго

Факультета

Составитель аесЛ.И.Селевцов Подрад._к.т.н. доц.1.Н.Мтсйвова

Под расходом шдаоота кжк газа цояююется объем вещества, шротекавдий через трубопровод оцредеяеняого сечения в единицу времени

Расход ($) жидкости six rasa лт данного сеченмя опре­деляется по форцглв

Q m fUdu) , (I)

где Ц т скоросяь твчекэд; с/со - алемвнтариак аяощздка потока.

При устаношвлемся двихаааж расход вдоль данного потока - ве­личина поетояйяая.

Масса хйдкос«и ждя rasa, щютакащая в едащицу времени через оеченхе кавааа, наанваетея маоеощй раоходом geaessaa. (M). По­следний связан о объемным расходом 'завясишс^ь»

Й*у?'^ , (2)

где /? - ffisosHOC» яидкостк я«ж мяа»

здшщвЯ шзмерешм «^едаоге раехеда в ше*«*». си яввдатоя

[-*-| , а массового Мр-].

Кдасск^када .приборов цж кзмерешиjwreectsa и расхода аидоа а газооЗршвдх opejs

Приборы для измерения количества и расхода зщцкосяв» дара и газов можйо раздает» ка ю»? основные грушн: ст^ЗЯЗД, ,аДУ??Д

• для измерения судаарЕОго объеш ащ шссы вещества, протекающе­ го через трубопровод за EesctwjidS промежуток временя; расходомеры

• для намерения мшэвешого вщичества, аротекашего через трубой провод в едшшсу времени. \

В соответствии с ГОСТ 15528-70 г. по цряядапу действия при­боры для изаареаш количества z расхода кяаееяфщируются яа сле­дующие: нерадедаого передача давледая; переменного уровни; обте,- <~" какия (постояшого пербиада яммеяй*); тахометрические; злеетрс— \ магкиткне (кндукционннв)| тешювь»; улмрввяуконне; жониаадаояные.

По функцяояальному назиачекаю расходомеры разделяется на: i поиазивавдав; показнва^ив s самодщшудао; потазмващие, сазадшшу-щие и иотегрнружщге (свабжеда счетнш устройством для измерения

суммарного расхода); с функциональный выходом для дистанционной передачи показаний или регулирования.

Счетчики количества выпускается обычно только в виде пока­зывающих приборов, однако в последнее время появились разработка с дистанционной передачей показаний.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ОСНОВНЫХ ТИПОВ СЧЕТЧИШВ КОЛИЧЕСТВА И РАСХОДОМЕРОВ

Счетчики жидкости, газа и пара выпускается в основном в ви­де тахеометрических приборов. Эти счетчики можно разделить по принципу действия на две группы: скоростные и объемные.

I. Счетчики количества скоростные

Скоростными называются счетчики количества, г которых тахо-метрическое устройство измеряет завиеявдто от расхода текущего ве­щества скорость вращения крнльтатш, ротора или другого тела, установленного в потоке_ь

Скорость вращения крыльчатки, помещенной в поток вещества, пропорциональна средней скоросте движения вещества:

П • К- ftp , (3)

где /7 - скорость вращения крыльчатки, [ой/ф Щ>- скорость потока вещества, м/с; К - постоявши коэффициент прибора.

С другой стороны, объемный расход может быть выражен через среднюю скорость педжа:

Q = Ьср- OJ. (4)

Из выражений (3) г (4) можно полу четь выражение для объемно­го расхода в зависимости от скорости вращения крыльчатки:

Q m-jf,-.ij, (5)

Крыльчатые элементы в скоростных счетчиках могут иметь ось, параллельную оси потока - аксиальные крыльчатки, или ось, перпен­дикулярную оси потока - тангенциальные крндьчатки. Тангенциальные крыльчатки в зависштюта от подвода продукта к крыльчатке делятся на одноструйные и шогострувние. 2, Счетчики колачеотва объемные

Принцип действия объемных счетчиков основав на отсчете холя-члотва определенных объемов, вытесняемых из измерительной камеры upatopa под действием разности давлений на входе и выходе из

тчкка. По характеру движения измерительных элементов объемна» •Лчякн подразделяются на приборы с возвратно-поступатеяышм дшхввием (поршневые счетчики) и приборы, имеющие вращательное кшкеняе измерительного элемента (счетчики с кольцевым поршнем, 04W4BKB о овальными шестерняш, ротационные ж др.).

Рис Л, Схема установке сужающего устройма 3, Расходомеры иера»енного перепада давления Принцип действия расходомерои першевного перепада давление ооиован на измерения перепада давления, соадаваемого в аависюю- отя от расхода жидкости, газд едя пара, о помощь» сужавдвго уст­ ройства. •

Прибор состоит из трех адемевтов:

- приемного йреобразователя - сужавдете устройства, ооадад»-я*го перепад давления, величина которого аавксят от расхода по­тока;• соединительного устройства, передающего перепад давления от приемника к измерительному прибору;

- измерительного прибора - дифференциального манометра, из­меряющего перепад давления, создаваемый приемным преобразователем, но градуированного обычно в еяргшицах расхода.

Расход в объемных ж массовых единицах (соответственно в и³/© я кг/о) определяется по формулам:

* - <*<6Ь pjoCp,-?*) , ⁽⁷⁾

где оС - коэффициент расхода, зависящий от геометрической формы сужающего устройства и физических свойств измеряемой

среды;

£ - коэффициент, учить ающкй сжимаемость измеряемой среды (для жидкостей £ * I);

Сда- площадь проходного сечения сужающего устройства, «г;

Р — плотность измерла эго вещества, кг/м³;

Р, - давление среди дс сужащего устройства, Па;

р_р - давление среда г ,сле сужающего устройства, Па.

На рис.1 показана схема установки сужающего устройства -диафрагмы в трубопроводе, прохождения потока через него и приве-, ден график распределения статического давления по длине струи.

При измерении расхода с помощью расходомеров переменного пе­репада всегда следует стремиться к тому, чтобы величины оС, cS . CJ_a и JO не меняли своего значения.

Из формул (6) и (7) следует, что между расходом и перепадом существует квадратичная зависимость. Это обстоятельство приводит к двум причинам, осложняющим процесс измерения:

1) резко растет погрешность измерения после уменьшения расхо~ да ниже 30-50$ от предела шкалы. Так, при расходе в 25$ QmaxOt-нооительная погрешность в 16 раз больше, чем при расходе, равном

Qmox .

В результате возникает большой нерабочий участок в начале акадн, юкявчащвй возможность измерения расходов ниже 20-25$ от максимального. Диапазон измерения -У^зл вследствие этого огра-

■мхвается цифрами порядка 4 * 5;

2) шкала прибора получается неравномерной, в результате чего «ижаотся точность отсчета для Q < 70$ Qmox .

Для равномерности икаяы прибора применяют особые конструк­тивные меры (например, лекала особого профиля в передаточных ме­ханизмах дафманометра).

Расходомеры переменного перепада давлвшш получили широкое распространение благодаря своей универсальности ж легкости серий- |

ного изготовления.

К недостаткам расходомеров этого типа следует отнести,кроме малого диапазона измерений и неравномерности делений шкалы огра­ниченную точность (предельная погрешность не менее - 1-2$ от диа­пазона шкалы прибора) и затруднительность их применения при изме­рении малых расходов в трубах небольшого диаметра (менее 50 мм),

4. Расходомеры постоянного перепада давления Расходомеры постоянного перепада давления делятся на поплав­ковые (ротаметра) к поршеше.

вркнцяп' действия расходомеров постоянного перепада давления основан на изменения вертикального перемещения поплавка или порш­ня, происходящего в зависимости от расхода к изменяющего при этом площадь проходного отверстия прибора такта образом, что перепад давления по обе стороны поплавка остается практически постоянным.

Поршневые расходомеры весьма близки к поплавковым. В рота­метрах при перемещениях попавка изменяется кольцевой зазор между поплавком и конической трубкой ила отеком. В поркяевых расходоме­рах при изменении расхода поршень, движущийся в вдданщшческой трубке, открывает в ней для прохода среды одно или несколько окон. Схемы ротаметра и поршневого расходомера обтекания представ­лены на рис.2,а и 2,6.

Уравнения объемного г массового расхода ротаметров могут быть

записаны в виде*.

где oL - коэффициент pao-

года;

£J/c - площадь кольце­вой щели, *г; \/_п - объем поплавка,

м³;

jD'i,/) - плотности матери­ала поплавка и измеряемого веще­ства, кг/м³; 6J - площадь наиболь­шего поперечного

й«с.2. Схема ротаметра (а) и оорш- ррчряия пошгапия невого расходомера (б) сечения поплавка,

ТрубКЕ ротаметров изготовляется юнической формы. Для кониче­ ской трубки площадь &М определяется уравнением и* - f(Z)_o +£&фф> <и *• /f//J, сю)

где о - центральный угод конатесной трубки;

Д,з - вяутреяний дакатр трубки на нулевом делении;

Н - высота поднятий поплавка над нулевш делением. Подставляя это значение 6tJ* в формулу расхода (8) и вво­ дя обозначение ,'у

поучай

U*otAf{H). (И)

Мегту Q я // прямо! яропорпЕснальйосгя нет. Дгя получения равно­мерной нкалы необходимо, чтойн внутренняя поверхность трубка бшш нзготовлека по параболоиду вращения.

Однако общепринятая кояичеокая форма трубок дает достаточно пригодную равномерную шкаду,

йюходомерн ностошшого керенада давйеная получили довольно широкое распространение» Этощг способствует ряд достоинств, кото-, рнми они обладают: эозножкость применения для весьма малых расхо-

виачнтелышй диапазон измерения о относительной погрешности; достаточно равномерная акала; чжтельная потеря давленая; возможность дистанционной пере-цокавштой. 5. Расходомеры переменного уровня (НОГ) Расходомерами переменного уровня называются измерительные приборы, основанные на намерении шсотн уровня жидкости в сосуде, ■ который жидкость непрерывно соступает и из которого вытекает через отверстие в дне или Соковой стенке.

РПУ состоит из приемника (сосуда с отверстием истечения) я «■мерительного уровнемеряого устройства.

ПриемкЕки расходомеров переменного уровня бывают о круглыми отверстиями истечения и с отверстиями истечения щелевого- типа.

На рис.З показана схема приемного устройства с круглым от­верстием истечения, в качестве которого чаще всего применяется нормальная диафрагма. Жидкость поступает по трубе 2 в сосуд 4, Перегородки 3 служат для успокоения жидкости. Жидкости вытекает иг сосуда через диафрагму 5. Уравнемерное стекло I служит для из­мерения уровня годности в сосуде 4.

Для определения величины расхода Q

можно применять уравнение (6) для сужаю­щего устройства в трубопроводе. В дан­ном случае <5 = 1 и Р'-рг ~hQ'P'

Подставляя это значение в уравнение (6), получим:

me h - высота уровня жидкости в со­суде.

Рис.З. Схема яриемвог устройства Ш: I - уровнемерное стекло; 2 - трубопро­вод; 3 - перегородки; 4 - сосуд; 5 - диаф­рагма

Из уравнения (12) следует, что меж­ ду h и d существует однозначная квадратичная зависимость, причем измене­ ние плотности жидкости не вносит погрега- кости в показания объемного расхода.

Основная область применения этих приборов - измерение расхода жидкости, вытекающей из трубопровода в сосуды юга баки, рабо­тающие без давления.

Эти приборы удобны для измерения расхода агрессивных жидко­стей, а также жидкостей, смешанных с газом.

РПУ применяются обычно для измерения небольших расходов. Диапазон измерения ?> * ограничивается цифрой 3.

Измерительные устройства расходомеров этого типа очень разно­образны. Здесь пригодны все основные методы и приборы, применяе­мые для измерения уровня.