1.2. Расходомеры постоянного перепада давления

Расходомеры постоянного перепада давления подразделяются на: ротаметры, поплавковые и поршневые (или точнее, золотниковые). Эти приборы (особенно ротаметры) наиболее широко применяются по сравнению с другими расходомерами обтекания.

Ротаметр состоит из конической (обычно стеклянной) трубки, расходящейся вверх, внутри которой перемещается поплавок (рис. 3.3). Шкала наносится непосредственно на стеклянную трубку. Длина последней обычно находится в пределах 70-600 мм, а диаметр 1,5-100 мм.

Поплавки изготовляются из различных материалов: нержавеющей стали, титана, алюминиевых сплавов, фторопласта и различных пластмасс (в зависимости от диапазона измерения и агрессивности измеряемого вещества). При необходимости для снижения массы поплавка его делают пустотелым.

Пределы применения обычных ротаметров со стеклянной трубкой по давлению 0,5-0,6 МПа, по температуре 100-150 °С.

Достоинства ротаметров: простота устройства и эксплуатации; наглядность показаний; надежность в работе; удобство приме­нения для измерения малых расходов различных жидкостей и газов (в т. ч. агрессивных); значительный диапазон измерения и достаточно равномер­ная шкала.

Недостатки: хрупкость и непригодность для измерения расхода веществ, име-

а б Рис. 3.2. Реометр-индикатор Т-2-80 (∆х 1,0 мм): а – общий вид; б – схема прибора; в - зависимость расхода Q (л/мин) от высоты столба жидкости Нр (см) и диаметра диафрагмы d (2 – 6 мм); 1, 10 – входной и выходной штуцеры; 2, 7 - соединительные трубки; 3, 6 – резервуары для накопления и заливки воды; 4 – стеклянная трубка; 5 – шкала; 8 – фиксатор; 9 – платформа с диафрагмами.

в №1, 2, 3, 4, 5 - d = 2, 3, 4, 5, 6 мм;

ющих значительные давления; связанность прибора с местом измерения; только указывающий характер прибора (отсутствие записи и дистанционной передачи показаний); непри­годность для измерения больших расходов.

а б в Рис. 3.3. Внешний вид (а), разрез (б) и схема (в) стеклянного ро­таметра: б - для монтажа на трубопроводе; в - для щитового монтажа; 1 – присоединительный фланец; 2 – упор; 3 - стеклянная трубка со шкалой; 4 - поплавок; 5 – выпускной фланец; 6 – уплотнение.

1.3. Счетчики

В сельскохозяйственном производстве применяют скоростные и объемные счетчики количества жидкости и газов.

Скоростные счетчики составляют большую группу счетчиков, суммирующих количество жидко­сти или газа, протекающих в закрытых тру­бопроводах. Принцип их действия со­стоит в том, что измеряемый поток приводит во вращение крыльчатку, скорость которой пропорциональна средней скорости жидкости (газа). С осью крыль­чатки соединяется счетный меха­низм, подсчитывающий число обо­ротов и, следовательно, количество жидкости (газа). Жидкость может подво­диться к крыльчатке аксиально или тангенциально. Счетчики с аксиаль­ным подводом жидкости (рис. 3.4, а) применя­ются для измерения больших коли­честв жидкости, а счетчики с тан­генциальным подводом (рис. 3.4, б, в, г, д) — для изме­рения малого количества жидкости или газа.

Поток воды, поступающий в прибор (рис. 3.4, а), после выравнивания струевыпрямителем направляется на ло­патки крыльчатки 4, имеющей форму многозаходного винта. Ось крыльчатки через червячную пару и передаточный механизм 2 связана со счетным механизмом 3.

Прибор регулируют поворотом специальной перегородки 5 струевыпрямителя. При этом за счет сужения струи между корпусом и перего­родкой скорость ее становится больше скорости остальных струй, что приводит к увеличению скорости вращения вертушки. Обратный пово­рот лопасти регулятора изменяет направление струи, при котором ско­рость ее уменьшается.

На рисунке (рис. 3.4, б и в) показана конструкция скоростного водомера с тангенциальным подводом жидкости. Эти скоростные водомеры изго­товляют с вертикальной вертушкой типа ВК (рис. 3.4, б) и много­струйные типа ВКМ (рис. 3.4, в). Водомеры типа ВК выпускают для расхода воды до 20 м³/ч при давлении в водопроводной сети до 10 кГ/см². Количество воды определяется водомером по скорости ее те­чения.

Из водопроводной сети вода попадает в корпус водомера через входной штуцер. Проходя через сетку фильтра, вода поступает на ло­пасти крыльчатки, заставляя их вращаться, а затем через выходной шту­цер уходит в водопроводную сеть. Число оборотов крыльчатки пропор­ционально скорости течения воды в водомере. Вращение вертушки пе­редается редуктору, а через него — счетчику, который соответственно проградуирован (м³/ч). У современных счётчиков передаточный механизм связан со счётным механизмом через магнитную муфту (рис. 3.4, г, д)

Калибр водомера выбирается в зависимости от условий режима его работы. Водомер должен бесперебойно работать в пределах от 5 до 30% характерного расхода. Погрешность показаний водомера не пре­вышает ±3% при расходе воды 5% от характерного расхода и ±2% при расходе воды от 10 до 50% от характерного расхода.

Объемные счетчики предназначены в основном для измерения ко­личества чистых жидкостей (без механических примесей) — бензина, масел, жидких пищевых продуктов и т. д.

Основным преимуществом объемных счетчиков является сравни­тельно малая погрешность измерения и значительный диапазон изме­рений.

а б в

г д

Рис. 3.4. Скоростные счетчики: а – водомер с аксиальным подводом жидкости; б, г - водомер с тангенциальным подводом жидкости, одноструйный; в - водомер с тангенциальным подводом жидкости, многоструйный; д – газовый с тангенциальным подводом; 1 – корпкус; 2 –переда-точный механизм;

3 – счётный механизм; 4 – крыльчатка; 5 – корректор точности показаний.

Таблица 3.1. Техническая характеристика счётчиков с тангенциальным подводом газа

Условное обозначение	Маскимальное рабочее давление, кПа	Диапазон рабочих температур, ºС	Рабочий расход, м3/ч			Относительная погрешность измерения
			Qmin	Qnom	Qmax
G4 РЛ	50	5-50	0,10	4,0	6,0	при Qmin≤Q≥0,1Qmax -6,0…+3,0% при 0,1Qmax<Q≤Qmax ±3,0%
G6 РЛ	50	5-50	0,10	6,0	10,0

Среди объемных счетчиков в сельскохозяйственном производстве широко распространены молокосчетчики с овальными шестернями (рис. 3.5).

Принцип действия этих счетчиков основан на вытеснении овальными шестер-

нями из измерительной камеры прибора определенных объемов жидкости. Шестерни такого счетчика вращаются под действием разности давления до и после счетчика. В положении а1 кру­тящий момент, действующий на левую шестерню, равен нулю; под действием разности давлений правая шестерня при своем вращении увлекает левую шестерню. При дальнейшем вращении шестерен из положения а1 в положение а2 крутящий момент на ле­вую шестерню будет воз­растать, а момент, дейст­вующий на правую ше­стерню, будет уменьшать­ся до нуля (а3). Опыт по­казал, что суммарный мо­мент обеих овальных ше­стерен за цикл работы остается практически

а1 а2 а3

б

Рис. 3.5. Схемы работы (а) и кинематики (б) объемного счетчика МА-1 с овальными шестернями:

1 — измерительная камера; 2 — овальные шестерни; 3 — шестерни счетного механизма; 4 — ги­тара; 5 — блок сменных шестерен; 6 — ведущая шестерня счетного механизма; 7 — валик вра­щающейся шкалы; 8 — роликовый счетный указатель; 9 — неподвижная стрелка; 10 — вращаю­щаяся шкала; 11 — фотосопротивление; 12 — лампочка; 13 — цилиндрический, прерыватель.

по­стоянным, причем за это время полости перед счетчиком и за ним два раза наполняются и два раза освобождаются от жидкости. Погрешность показа­ний МА-1 не превышает ±0,5%.

2. Содержание работы. Изучить назначение, устройство и эксплуатацию приборов для измерения расхода и количества жидкостей и газов.

3. Порядок выполнения работы: ознакомиться с п. 1; используя графики (рис.3.2, в) и формулы (3.1)-(3.5) по начальным условиям (табл. 3.2) определить: расход Q и скорость V, характер течения (Re) воздушного потока для контролируемого сечения, расстояние L установки прибора от источника возмущения, составить отчёт.

Таблица 3.2. Исходные данные для выполнения работы

№ варианта	D, мм	Нр, см	t, ºС	∙∙10-5, м2/с	№ варианта	D, мм	Нр, см	t, ºС	∙∙10-5, м2/с
1	2,0	2,5	5	1,42	16	5,0	5,8	40	1,76
2	2,2	4,2	10	1,47	17	5,2	8,3	5	1,42
3	2,4	5,4	15	1,52	18	5,4	10,7	10	1,47
4	2,6	7,5	20	1,57	19	5,6	12,4	15	1,52
5	2,8	10,7	25	1,62	20	5,8	14,1	20	1,57
6	3,0	6,2	30	1,66	21	6,0	15,5	25	1,62
7	3,2	8,4	35	1,71	22	2,3	3,3	30	1,66
8	3,4	10,2	40	1,76	23	2,7	5,1	35	1,71
9	3,6	12,5	5	1,42	24	3,3	6,2	40	1,76
10	3,8	14,0	10	1,47	25	3,7	11,3	5	1,42
11	4,0	3,5	15	1,52	26	4,3	8,6	10	1,47
12	4,2	5,2	20	1,57	27	4,7	9,7	15	1,52
13	4,4	7,5	25	1,62	28	5,3	10,4	20	1,57
14	4,6	9,6	30	1,66	29	5,7	14,8	25	1,62
15	4,8	12,7	35	1,71	30	3,1	8,5	30	1,66