5. Расходомеры переменного перепада давления

Данный метод основан на том, что поток вещества, протекаю­щего в трубопроводе, неразрывен и в месте установки сужающего устройства скорость его увеличивается. При этом происходит частичный переход потенциальной энер­гии давления в кинетическую энергию скорости, вслед­ствие чего статическое давление в суженном сечении будет меньше давления перед местом сужения. Разность давле­ний перед суженным участком и в месте сужения, назы­ваемая перепадом давления, зависит от расхода протекаю­щего вещества и может служить мерой расхода.

Метод измерения расхода по методу переменного перепада давления является достаточно точным, удобным и универсальным, а во многих случаях единственно приемлемым для измере­ния расхода жидкостей, газов и пара. Он может приме­няться, если измеряемое вещество заполняет все попереч­ное сечение трубы, поток является стационарным, фазовое состояние вещества не изменяется при прохождении через суженый участок, а сужающее устройство установлено между прямыми участками трубопровода.

Установка для измерения расхода по методу перемен­ного перепада давления состоит из расположенного в трубе устройства для сужения сечения потока, дифференциаль­ного манометра-расходомера и соединительных (импульс­ных) трубок.

Расходомеры переменного перепада давления подразделяются на шесть самостоятельных групп в зависимости от устройства и принципа действия их преобразователей расхода.

1. Расходомеры с сужающим устройством, основанные на зависимости от расхода перепада давления, образующегося в сужающем устройстве, в результате преобразования части потенциальной энергии потока в кинетическую.

2. Расходомеры с гидравлическим сопротивлением, основанные на зависимости от расхода перепада давления, образующегося на гидравлическом сопротивлении.

3. Центробежные расходомеры, основанные на зависимости от расхода перепада давления, образующегося на закруглении трубопровода в результате действия центробежной силы в потоке.

4. Расходомеры с напорным устройством, основанные на зависимости перепада давления, создаваемого напорным устройством в результате местного перехода кинетической энергии струи в потенциальную.

5. Расходомеры с напорным усилителем, основанные на зависимости от расхода перепада давления, создаваемого напорным усилителем как в результате перехода кинетической энергии струи в потенциальную, так и в результате частичного перехода потенциальной энергии в кинетическую.

6. Струйные расходомеры, основанные на зависимости от расхода перепада давления, образующегося при ударе струи.

Наиболее важными из всех перечисленных приборов являются расходомеры с сужающими устройствами. Они получили исключительно широкое распространение и составляют не менее 70-80% всех расходомеров, установленных не только у нас, но и за рубежом.

Причиной этого являются следующие три очень важных их достоинства.

1. Универсальность применения. Они пригодны для измерения расхода любых однофазных сред, а в известной мере и двухфазных. Кроме того, они пригодны для измерения расходов самой различной величины в трубах, практически, любого диаметра и, практически, при любом давлении и температуре.

2. Удобство массового производства. Индивидуально изготовляется только преобразователь расхода – сужающее устройство. Все же остальные части, и в том числе наиболее сложные, дифманометр и вторичный прибор, могут изготовляться крупносерийно. Их устройство не зависит ни от рода измеряемой среды, ни от величины расхода.

3. Отсутствие необходимости в образцовых расходомерных установках в случае применения в качестве преобразователей расхода стандартных сужающих устройств, установленных в трубах диаметром более 50 мм.

К стандартным сужающим устройствам относятся диа­фрагмы, сопла и сопла Вентури. Остальные сужающие устройства не стандартизованы.