МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Наименование института - Энергетический

Наименование выпускающей кафедры - ПГС и ПГУ

Измерительные средства в энергооборудовании

Лабораторная работа

ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА

Исполнитель

___________________ Студенты гр. 6482

___________________

(Дата)

Руководитель

Аспирант кафедры ПГС и ПГУ _____________________ Р.Н.Кулеш

_____________________

(Дата)

Томск – 2012

ВВЕДЕНИЕ

Цель данной работы заключается рассмотрение приборов для измерения расхода.

Расход — объём среды протекающей через поперечное сечение поверхности за единицу времени. Измеряется в расходных единицах (м³/с). В промышленности расход измеряется расходомерами.

Расходомер используется для контроля и учёта жидкости, пара или газа при их производстве, отпуске, потреблении и хранении, а также служит для регулирования технологических и теплоэнергетических процессов в автоматических системах контроля и регулирования. Расходомеры, работающие в течение произвольного промежутка времени, называются счётчиками жидкости и газа; они могут использоваться как самостоятельными приборы или входить в измерительный узел топливомаслораздаточной колонки и т.п. установок.

ТИПЫ РАСХОДОМЕРОВ-СЧЕТЧИКОВ ГАЗА

Турбинные счетчики газа.

В ыполнены в виде трубы, в которой расположена винтовая турбинка, как правило, с небольшим перекрытием лопаток одной другую. В проточной части корпуса расположены обтекатели, перекрывающие большую часть сечения трубопровода, чем обеспечивается дополнительное выравнивание эпюры скоростей потока и увеличение скорости течения газа. Кроме того, происходит формирование турбулентного режима течения газа, за счет чего обеспечивает линейность характеристики счетчика газа в большом диапазоне. Высота турбинки, как правило, не превышает 25-30% радиуса. На входе в счетчик в ряде конструкций предусмотрен дополнительный струевыпрямитель потока выполненный или в виде прямых лопаток или в виде «толстого» диска с отверстиями разного диаметра. Установка сетки на входе турбинного счетчика, как, правило, не применяется, так как ее засорение уменьшает площадь проходного сечения трубопровода, соответственно увеличивает скорость течения потока, что приводит к увеличению показаний счетчика.

Ротационный счетчик газа.

П ринцип действия счетчика заключается в обкатывании двух роторов специально спрофилированной формы (напоминающую цифру «восемь»), друг по другу под действием потока газа. Синхронность обкатывания роторов обеспечивается специальными шестеренками, соединенными с соответствующим ротором и между собой. Для обеспечения точности измерения профиль роторов и внутренняя поверхность корпуса счетчика должны быть выполнены с высокой точностью, что достигается применением специальных технологических приемов обработки этих поверхностей. Необходимо выделить несколько преимуществ этих типов счетчиков перед турбинными. Большой диапазон измеряемых расходов (до 1:160) и малая погрешность при измерении переменных потоков. Второе свойство - делает их незаменимыми для измерения расхода газа потребляющих «крышными» котельными, работающих в импульсном режиме. Любое направление газа через счетчик. Отсутствие требований к наличию прямых участков за счетчиком и перед ним.

Вихревые расходомеры-счетчики.

П ринцип действия основан на эффекте возникновения периодических вихрей при обтекании потоком газа тела обтекания. Частота срыва вихрей пропорциональна скорости потока и, соответственно, объемному расходу. Индикацию вихрей может осуществляться термоанемометром (ВРСГ-1) или ультразвуком (ВИР-100, СВГ.М). По диапазону измерения счетчики занимают промежуточное значение между турбинными и ротационными до 1:50. В связи с тем, что в данном типе счетчиков отсутствуют подвижные элементы, нет необходимости в системе смазки, необходимой для турбинных и ротационных счетчиков. Появляется возможность использовать данный тип счетчиков для измерения количества кислорода, который измерять турбинными и ротационными счетчиками категорически нельзя из-за сгорания масла в среде кислорода. Также верхний предел измерения расхода для данного типа прибора выше.

Ультразвуковые расходомеры-счетчики газа.

П ринцип действия заключается в направлении ультразвукового луча в направлении по потоку и против потока и определении разницы времени прохождения этих двух лучей. Разница во времени пропорциональна скорости течения газа. Принцип действия расходомера-счетчика основан на преобразовании доплеровской разности частот отражений ультразвука от движущихся неоднородностей потока, линейно зависящей от скорости движения потока.

Мембранные счетчики газа.

П ринцип работы счетчика основан на перемещении подвижных перегородок (мембран) камер при поступлении газа в счетчик. Впуск и выпуск газа, расход которого необходимо измерить, вызывает переменное перемещение мембран и через систему рычагов и редуктор приводит в действие счетный механизм. Мембранные счетчики отличаются большим диапазоном измерения до 1:100, но рассчитаны для работы при низком давлении газа, как правило, не более 0,5 кгс/см 2. Мембранные счетчики в основном предназначены для измерения расхода газа в домах, коттеджах. Если турбинные и ротационные счетчики газа сопровождаются шумом, связанным с вращением подвижных элементов, то мембранные счетчики работают бесшумно. Они не требуют смазки во время эксплуатации, в то время как турбинные счетчики необходимо смазывать раз в квартал. Однако при больших расходах более 25 м³/ч размеры счетчиков становятся довольно большими.

Струйные счетчики газа.

П ринцип работы основан на колебании струи газа в специальном струйном генераторе. Струя газа попеременно перебрасывается из одного устойчивого положения в другое и создает при этом пульсации давления и звука с частотой пропорциональной скорости течения газа и соответственно объемного расхода. В электронном преобразователе происходит вычисление количества пропущенного газа.

Левитационный счетчик газа.

Я вляется тахометрическим прибором, в котором подвижный элемент вращается в газовых подшипниках. Скорость вращения подвижного элемента пропорциональна объемному расходу. Вторичный преобразователь преобразует скорость вращения в электрический сигнал, который в электронном блоке преобразуется в измеренное количество пройденного газа. Результаты индицируются на индикаторе. Диапазон измеряемых расходов от 0,03 до 7 м 3/ч. Температура измеряемого газа от –50 до +50 0С. Температура окружающей среды –30 до +50 0С. Основная погрешность ± 1,5%.

Барабанные счетчики газа.

Принцип действия состоит в том, под действием перепада давления газа происходит вращение барабана, разделенного на несколько камер, измерительный объем которых ограничен уровнем затворной жидкости. При вращении барабана периодически разные камеры заполняются и опорожняются газом. Ранее выпускаемые барабанные газовые счетчики ГСБ-160 на пределы измерения 0,08-0,24 м 3/ч. ГСБ-400 на пределы 0,2-6 м 3/ч. В настоящее время не выпускаются. Основная погрешность измерения 1,0%.

Ультразвуковой счетчик газа ГОБОЙ-1

С четчик состоит из первичных преобразователей расхода, давления, температуры, информационно-вычислительного блока и выполнен в едином корпусе. Маркировка относится ко всему счетчику. По устойчивости к климатическим воздействиям, исполнение «Н» соответствуют исполнению УХЛ4.2 по ГОСТ15150, для работы при температуре окружающей среды от 0 до 50°С, а исполнение «Т»  соответствует исполнению УХЛ3 по ГОСТ 15150 для работы в интервале температур от -40 до +50°С. Счетчик относится к многофункциональным многоканальным, ремонтируемым и невосстанавливаемым изделиям. Счетчик изготовлен в соответствии с техническими условиями ТУ 311-00227465.059-01.

Турбинные счетчики газа — СГ

И змерение объема плавно меняющихся потоков очищенных, неагрессивных, одно- и многокомпонентных газов (природный газ, воздух, азот, аргон и др.) при использовании в установках промышленных и коммунальных предприятий (для учета при коммерческих операциях).

Расходомер газа и пара ВИР-100

П реобразователи давления КОРУНД предназначены для работы в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами и обеспечивают непрерывное преобразование избыточного давления, разряжения и разности давлений (КОРУНД-ДД), избыточного давления (КОРУНД-ДИ) жидких и газообразных сред, неагрессивных к материалам контактирующих изделий (титановые сплавы), в унифицированный выходной сигнал постоянного тока.

Вихревой расходомер-счетчик газа ВРСГ-1

В ихревой расходомер-счетчик газа ВРСГ-1 предназначен для измерения объема горючих неагрессивных и инертных газов и приведения объема к нормальным условиям (760 мм.рт.ст. и 20 °С) по ГОСТ 2939 «Газы. Условия для определения объема».

Расходомер-счетчик также позволяет контролировать текущий объемный расход газа, приведенный к нормальным условиям, температуру и давление рабочего газа в трубопроводе, и суммарное время наработки прибора.

Приведение объема газа к нормальным условиям в расходомере-счетчике ВРСГ-1 осуществляется автоматически путем одновременного измерения параметров потока газа тремя самостоятельными датчиками: расхода, давления и температуры с последующим вычислением.

ТИПЫ РАСХОДОМЕРОВ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА И МАССЫ ВЕЩЕСТВ

Расходомеры переменного перепада давления

Одним из наиболее распространенных средств измерений расхо­да жидкостей и газов (паров), протекающих по трубопроводам, яв­ляются расходомеры переменного перепада давления, состоящие из стандартного сужающего устройст­ва, дифманометра, приборов для изме­рения параметров среды и соедини­тельных линий. В комплект расходомерного устройства также входят пря­мые участки трубопроводов до и после сужающего устройства с местными со­противлениями.

Сужающее устройство расходомера является первичным измерительным преобразователем расхода, в котором в результате сужения сечения потока из­меряемой среды (жидкости, газа, пара) образуется перепад (разность) давле­ния, зависящий от расхода. В качестве стандартных (нормализованных) сужа­ющих устройств применяются измерительные диафрагмы, сопла, сопла Вентури и трубы- Вентури. В качестве измерительных прибо­ров применяются различные дифференциальные манометры, снабженные показывающими, записываю­щими, интегрирующими, сигнализирующими и другими устройствами, обеспечивающими выдачу измерительной информации о рас­ходе в соответствующей форме и виде.

Измерительная диафрагма представляет собой диск, установ­ленный так, что центр его лежит на оси трубопровода (рис. VIII.1). При протекании потока жидкости или газа (пара) в трубопроводе с диафрагмой сужение его начинается до диафрагмы. На некотором расстоянии за ней под действием сил инерции поток сужается до минимального сечения, а далее постепенно расширяется до полного сечения трубопровода. Перед диафрагмой и после ее образуются зоны завихрения. Давление струи около стенки вначале возрастает из-за подпора перед диафрагмой. За диафрагмой оно снижается до минимума, затем снова повышается, но не достигает прежнего значения, так как вследствие трения и завихрений происходит по­теря давления р_пот.Таким образом, часть потенциальной энергии давления потока переходит в кинетическую. В результате средняя скорость потока в суженном сечении повышается, а статическое давление в этом се­чении становится меньше статического давления перед сужающим устройством. Разность этих давлений (перепад давления) служит мерой расхода протекающей через сужающее устройство жидкости, газа или пара.