31. Расходомеры постоянного перепада давления.

Расходомеры постоянного перепада давления довольно широко применяются в системах автоматического контроля и регулирования в химической и топливной промышленности из-за конструктивной простоты; высокой чувствительности и вследствие этого возможности применения для измерения весьма малых расходов; возможности применения для измерения расхода агрессивных жидкостей и газов; простоты автоматизации измерений; постоянства относительной погрешности; незначительных потерь давления.

Однако эти приборы имеют и существенные недостатки, препятствующие их массовому применению: отсутствие научных принципов взаимозаменяемости и косвенной расчетной градуировки; необходимость индивидуальной градуировки на реальных измеряемых средах и существенные потери точности при измерении других сред, отличных от тех, на которых осуществлялась градуировка; непригодность для измерения больших расходов.

Наиболее распространенными расходомерами постоянного перепада давления являются ротаметры.

Основными элементами ротаметра являются расширяющаяся кверху (по ходу вертикального потока) коническая трубка и заключенный в нее поплавок. Для визуально го отсчета показаний применяют стеклянную трубку, непосредственно на которую нанесены деления шкалы прибора. Поплавок состоит из нижней конической и средней цилиндрической части, заканчивающейся бортиком с косыми канавками. Назначение канавок — обеспечить устойчивое вращение поплавка при течении измеряемой среды, что не обходимо для его центрирования относительно оси трубки.

При использовании ротаметров в системах автоматического регулирования или контроля необходимы дополнительные устройства, преобразующие ход поплавка в пропорциональный механический, электрический или пневматический сигналы. Принцип действия ротаметров состоит в следующем - гидродинамическое давление потока измеряемой среды воздействует на поплавок и вызывает его вертикальное перемещение. При этом (в связи с конусностью трубки) изменяется площадь проходного сечения прибора, образованного диаметром буртика поплавка и внутренней стенкой трубки.

Это изменение площади происходит таким образом, что перепад давления по обе стороны поплавка остается практически постоянным (отсюда и название расходомеров).

Поплавок будет подниматься до тех пор, пока его вес и вес связанных с ним элементов не уравновесит уменьшающееся (вследствие уменьшения скорости из-за увеличения проходного сечения) по мере подъема поплавка динамическое давление потока.

32. Расходомеры переменного уровня и скоростного напора.

Расходомер переменного уровня – это прибор, в основе работы которого лежит зависимость между расходом жидкости и высотой ее уровня в сосуде, при этом жидкость должна постоянно поступать в сосуд и вытекать через небольшое отверстие (его обычно делают в дне или боковой стенке). В таких расходомерах сосуд с отверстием истечения и будет преобразователем расходах.

Уровень жидкости в сосуде измеряют прямым или косвенным путем.

Сосуд может быть открытым (если жидкость вытекает из трубы в открытую емкость) или закрытым (если емкость, в которую вытекает жидкость, находится под давлением).

Расходомеры могут быть с полностью или частично затопленным отверстием истечения. В первом случае отверстие, как правило, круглое и располагается в дне сосуда, но иногда оно может находиться внизу боковой стенки. Во втором случае отверстие истечения расположено внизу боковой стенки сосуда и имеет форму щели (поэтому их еще могут называть щелевыми расходомерами).

Сосуд с отверстием истечения может быть подвижным и неподвижным. В первом случае обязательно измеряют вес сосуда, так как он влияет на высоту уровня, а значит и на расход жидкости. Однако, у большинства рассматриваемых расходомеров преобразователь расхода неподвижный.

Расходомерами переменного уровня измеряют расход:

- сточных вод и загрязненных жидкостей;

- агрессивных жидкостей (серы);

- суспензий;

- смесей жидкостей и газов (нефтегазовые смеси).

Для измерения малых расходов газа в трубопроводах большого диаметра могут быть использованы расходомеры скоростного напора – трубки Пито-Параданталя. Способ измерения основан на принципе измерения перепада давления, создаваемого между скоростным напором движущейся среды и статическим давлением в трубопроводе.

Трубка устанавливается в трубопровод навстречу потоку на расстоянии от верхней образующей.