47) Принцип действия расходомеров переменного перепада давления

Расходомеры переменного перепада давления (РППД) основаны на зависимости от расхода вещества перепада давления, создаваемого неподвижным устройством, устанавливаемым в трубопроводе, или самим элементом трубопровода. Принцип действия РППД основан на использовании энергетических закономерностей, определяющих зависимость кинетической энергии потока, а значит и его скорости, от физического состояния среды. При дросселировании потока сужающим устройством, установленным в трубопроводе, скорость движения жидкости увеличивается, и потенциальная энергия превращается в кинетическую. По возникающему перепаду давления на сужающем устройстве определяется расходжидкости. Расходомеры переменного перепада давления разделяются в зависимости от устройства и принципа действия их преобразователей расхода: - расходомеры с сужающим устройством, основанные на зависимости от расхода перепада давления, образующегося в сужающем устройстве, в результате преобразования части потенциальной энергии в кинетическую; - расходомеры с гидравлическим сопротивлением, основанные на зависимости от расхода перепада давления, образующегося на гидравлическом сопротивлении; - центробежные расходомеры, основанные на зависимости от расхода перепада давления, образующегося на закруглении трубопровода в результате действия центробежной силы в потоке; - расходомеры с напорным устройством, основанные на зависимости от расхода перепада давления, создаваемого напорным устройством в результате местного перехода кинетической энергии струи в потенциальную; - расходомеры с напорным усилителем, основанные на зависимости от перепада давления, создаваемого напорным усилителем в результате перехода кинетической энергии струи в потенциальную и потенциальной энергии в кинетическую; - струйные расходомеры, основанные на зависимости от расхода перепада давления, образующегося при ударе струи. В качестве сужающего устройства также могут использоваться диафрагмы, сопла, расходомерные трубы. На рис. 1.13 представлен расходомер переменного перепада давления с «телом Вентури». В случае (а) ось тела обтекания совпадает с осью трубы, в случае (б) – тело обтекания размещается в верхней части горизонтального трубопровода и образует сужающее устройство сегментного типа. Достоинства сужающих устройств этого типа: возможность прохода механических примесей, простота изготовления. Рис. 1.13. Расходомер переменного перепада давления с «телом Вентури»

Рис. 1.14. Расходомер переменного перепада давления с двойной диафрагмой. На рис. 1.14 представлен расходомер переменного перепада давления с двойной диафрагмой. Две диафрагмы расположены на небольшом расстоянии друг от друга; первая диафрагма направляет поток во вторую, основную диафрагму. Давление р₁ меняется у передней плоскости первой диафрагмы, а давление р₂ – у задней плоскости второй диафрагмы. В результате получается сужающее устройство с коническим входом. На рис. 1.15 изображен РППД с кольцевой диафрагмой, представляющий собой диск 1, установленный в центре трубопровода. Между стенками трубопровода и диском образуется кольцевое отверстие для прохода измеряемой среды. Диск укреплен на Г – образном трубчатом держателе 3, внутри которого проложены трубки, соединяющие отверстия 2 для отбора давлений р₁ и р₂, расположенные у входной и выходной плоскостей диска с импульсными трубками. Кольцевая диафрагма менее чувствительна к местным сопротивлениям, чем стандартная диафрагма. Различные варианты конструктивного исполнения расходомеров переменного перепада давления свидетельствуют о широком распространении преобразователей этого класса, что объясняется важными их достоинствами: универсальностью применения, удобством массового производства, отсутствием необходимости в образцовых расходомерных установках. Погрешность измерения у расходомеров с сужающими устройствами лежит в широких пределах, в зависимости от состояния сужающего устройства, диаметра трубопровода, постоянства давления и температуры измеряемой среды. В среднем приведенную погрешность у них можно оценить цифрами ± (0,5–3)%.

Рис. 1.15. РППД с кольцевой диафрагмой