9. 5 Індукційний витратомір

Індукційний витратомір (рис. 9. 3) являє собою ділянку труби (яка покрита в середині ізоляцією), котра розташована між полюсами електромагніту 4, який живиться перемінним струмом. Ділянки труби і магніт розташовані в кожуху 1. електромагніт утворює в середині труби рівномірне магнітне поле, котре пересічене рідиною, яке рухається через витратомір.

Рисунок 9. 3 Схема індукційного витратоміру: 1 – кожух; 2 – труба; 3 – електроди; 4 – електромагніт; 5 – катодний повторювач; 6 – посилювач; 7 - вторинний прилад для реєстрації

Якщо рідина пропускає електричний струм, то в ні й, як провіднику що рухається виникає е. р. с величина якої пропорційна витратам. Для визначення витрати значення е. р. с. знімають, посилюють і реєструють. Для знімання показників е. р. с. в середньому перерізу витратоміра діаметрально розміщені електроди 3, які мають відповідний контакт з рідиною але ізольований від труби. Сигнал з електроду надходить до катодного повторювача 5, де величина поміх е. р. с. компенсується звідтіль через посилювач 6 – подається на вторинний прилад 7 для реєстрації.

Показання витратоміра не залежать від розподілення швидкостей в перерізу потоку і від фізичних властивостей рідини. Витратомір може використовуватися коли до складу води входять пухирці, завислі речовини і у разі коли вони не намагнічені і випадають в осад.

В залежності від типу вторинного реєструю чого органу або приладу що показує отриманні результати витратомір може записати витрату або показати кількість рідини, яка протікає через прилад за деякий час. Витратомір застосовують для вимірювання і визначення перемінних у часі витрат рідин.

8. Вимірювання витрати за допомогою перепаду статистичних напорів

8. 1 Вимірювання витрати за допомогою звужуючих пристроїв

Спосіб вимірювання витрати за допомогою звужуючих пристроїв оснований на утворенні в потоці перепаду тиску шляхом зменшення його живого перерізу за допомогою спеціальних звужуючих пристроїв. Між величиною отриманою таким шляхом перепаду тиску і витратами рідини має місце спеціально визначена залежність, яка і може бути використана для виконання розрахунків визначення витрати рідини в залежності від перепаду тиску. Для визначення цієї залежності необхідно використати рівняння Бернуллі:

. (8. 1)

Обираючи в якості перерізу 1 переріз перед входом до звужуючого пристрою в тому місці, де ще немає впливу цього пристрою на характер потоку. В якості перерізу 2 обираємо переріз де має місце найбільше стискання потоку (рис. 8. 1).

Р исунок 8. 1 Ілюстрація вимірювання витрати за допомогою звужуючих пристроїв

Введемо наступні позначення:

і - висота центру ваги відповідно 1 і 2 перерізів над площиною порівняння;

- площа перерізу трубопроводу;

- площа прохідного перерізу звужуючого отвору;

- площа перерізу потоку в місці найбільшого стискання потоку;

- середня швидкість потоку в трубопроводі;

- швидкість потоку в місці його найбільшого стискання;

і - значення коефіцієнта кінематичної енергії потоку відповідно в перерізах 1 і 2;

- питома вага рідини;

- коефіцієнт опору системи на довжині ділянки між живими перерізами потоку 1 і 2.

Рівняння Бернуллі для перерізів 1 і 2, після перетворень має наступний вигляд:

, (8. 2)

або

. (8. 3)

Внаслідок того, що , то маємо наступну формулу:

. (8. 4)

Різницю статистичних напорів в перерізах 1 і 2 позначимо через .

Тоді отримаємо наступне рівняння:

. (8. 5)

звідкіля середня швидкість потоку в місці його найбільшого стискання визначається за формулою:

. (8. 6)

Внаслідок того, що або , де - коефіцієнт стискання потоку, то

. (8. 7)

виконаємо заміну і отримаємо помножувач

, (8. 8)

який має назву коефіцієнту витрати звужуючого пристрою. Таким чином, залежність між перепадом напору і витратою може бути представлено у вигляді рівняння:

, (8. 9)

або

, (8. 10)

де

З наведеного рисунка 1. 35 наочно видно, що різниця статистичних напорів дорівнює різниці висот рівнів води в п’єзометрах, встановлених в перерізах 1 і 2.