Категории: ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника |
РАСХОДОМЕРЫ ПЕРЕМЕННОГО ПЕРЕПАДА ДАВЛЕНИЯ
Метод измерения расхода по переменному перепаду давления наиболее универсальный, так как позволяет измерять расход жидкостей газов и пара, протекающих в трубопроводах, практически при любых давлениях и температурах. Измерение расхода связано с движением измеряемого вещества. Вследствие этого неизбежна взаимосвязь между массой вещества и ее энергетическим состоянием, характеризуемым переходом энергии покоя (запаса энергии), т. е. статического давления, в энергию движения — кинетическую энергию. Эта связь выражается в изменении статического давления, необходимого для придания потоку дополнительной скорости при преодолении сопротивления на пути потока. Для измерения расхода в трубопроводе на пути потока устанавливают сужающее устройство (дроссельный орган). Разность давлений до и после сужающего устройства служит мерой скорости потока в сужающем устройстве. Зная скорость потока и площадь поперечного сечения потока, можно определить расход где w — скорость потока в сужающем устройстве; Fo — площадь поперечного сечения сужающего устройства. Формула, определяющая зависимость между скоростью потока и разностью давлений, выводится с использованием уравнения энергии потока несжимаемой жидкости и условия неразрывности струи и имеет вид где ξ — коэффициент, учитывающий место подключения импульсных трубок; μ—коэффициент сужения струи; m=d2/D2—отношение квадратов диаметров дроссельного органа и трубопровода; ρ — плотность жидкости; p1 и p2—давление до и после дроссельного органа. Подставив в формулу (7.2) значение w из (7.3), получим Величину называют коэффициентом расхода, который учитывает неравномерное распределение скоростей по сечению потока, обусловленное вязкостью жидкости и трением ее о стенки трубопровода, форму сужающего устройства, а также тот факт, что давление измеряют не в центре потока, а у стенок трубопровода. Этот коэффициент для различных типов сужающих устройств определяют опытным путем. Уравнения расхода для несжимаемой жидкости в объемных Qv и массовых Qm единицах будут иметь вид При измерении расхода сжимаемых сред (газов и паров) необходимо в формулы (7.5) и (7.6) ввести коэффициент е, учитывающий расширение измеряемой среды: Так как с понижением давления при прохождении сжимаемого вещества через сужающее устройство плотность вещества уменьшается, в формулах (7.7) и (7.8) принимается плотность вещества перед сужающим устройством. Коэффициент расхода, определяемый опытным путем, зависит от числа подобия Re—величины, связывающей геометрические данные потока, силы инерции (кинетической) и силы вязкости (работы сил внутреннего трения жидкости): где w — средняя скорость среды в трубопроводе, D — внутренний диаметр трубопровода; μ—коэффициент динамической вязкости; γ—коэффициент кинематической вязкости. Параметр подобия Re — величина безразмерная. При больших числах подобия коэффициенты равных органов становятся постоянными, т. е. не завис вязкости и плотности протекающего вещества. Число подобия, при котором прекращается эта зависимость называется предельным числом подобия Rепред. Оно зависит от формы сужающего устройства и значения m. Геометрически подобные сужающие устройства имеют одно и то же значение Rепред. Коэффициент расхода для данного сужающего устройства является постоянной величиной только при условии Поэтому для определения исходного коэффициента расхода необходимо знать величину Re. Вычислив постоянные величины и приведя к единице измерения расхода, получаем где коэффициент С включает все величины, постоянные для данной установки и не изменяющиеся в процессе измерения. В комплект установки для измерения расхода по переменному перепаду давления входят сужающее устройство, соединительные линии (импульсные трубки), дополнительные устройства (разделительные сосуды, отстойники, конденсационные сосуды) и измерительный прибор — дифференциальный манометр. Существуют три типа нормализованных сужающих устройств: диафрагмы, сопла и трубки Вентури. Основные геометрические размеры сужающих устройств и правила их установки регламентированы. Вследствие простоты устройства и монтажа наиболее распространены сужающие устройства типа нормальной диафрагмы. Рис. 7.3. Нормальная диафрагма (а) и схема (б)
Нормальная диафрагма (рис. 7.3,а) представляет собой тонкий металлический диск, имеющий концентрическое отверстие с острой кромкой и цилиндрической частью со стороны входа. Образующая цилиндрической части отверстия перпендикулярна к плоскости диска, образующая конической части имеет угол наклона к плоскости диска 30—45°. Для диафрагм диаметром d<150 мм кромка со стороны входа должна быть острой, без завалов и заусенцев. Для диафрагм диаметром d>150 мм допускается легкая шлифовка входной кромки наждачной бумагой. Толщина нормальной диафрагмы должна быть 0,1D, длина цилиндрической части отверстия—0,02D. Диаметр отверстия цилиндрической части диафрагмы изготавляется с допуском ±0,001d. Нормальные диафрагмы могут быть камерные (см. рис. 7,3а, выше оси) и с отдельными сверлениями (ниже оси). Изготовляют их из нержавеющей стали марки Х17 (для среды с температурой +400 °С) и из стали марки Х18Н9Т (для среды с температурой свыше +400°С). Диафрагма 1, установленная между фланцами трубопровода (рис. 7.3,6), крепится двумя кольцевыми камерами 2 и 3. Камеры снабжены кольцевыми выточками, сообщающимися с сечением трубопровода до и после диафрагмы за счет зазоров. Кольцевые выточки специальными сверлениями соединены с трубками 4. Правила монтажа комплекта устройств для измерения расхода по переменному перепаду давления регламентированы РД 50-213—80.
|
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-08-28 lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда... |