|
|
Метод переменного перепада давления.Стр 1 из 2Следующая ⇒ Метод переменного перепада давления. Является самым распространенным и изученным методом измерения расхода жидкости, пара и газа. При проходе потока через сужающее устройство (рис) часть потенциальной энергии потока переходит в кинетическую, поэтому статическое давление после сужающего устройства становится меньше давления перед сужающим устройством. Разность давлений до и после сужающего устройства тем больше, чем больше расход протекающего вещества. Следовательно, перепад давления может служить мерой расхода. Из графика видно, что после сужающего устройства давление резко падает, а затем постепенно возрастает до нового установившегося значения. Однако оно не достигает исходного значения из-за потери части энергии на трение и завихрения потока в зонах, прилегающих к поверхности сужающего устройства. Величина безвозвратных потерь давления равна рn. Перед сужающим устройством давление несколько возрастает за счёт сжатия потока. Минимальное давление р2 наблюдается на некотором расстоянии от сужающего устройства. Для реализации этого метода разработаны стандартные сужающие устройства - диафрагмы, сопла и трубы Вентури (рис.), характеристики которых можно определить расчётным путём. Конструкция последних двух наиболее приближена к форме струи потока, их профиль повторяет профиль изменения давления вдоль трубы, поэтому безвозвратные потери давления у них наименьшие. Диафрагма имеет в сечении вид шайбы с заостренной кромкой. Простота конструкции и монтажа диафрагмы обусловили их наибольшее распространение.
При измерении расхода по методу переменного перепада давлений протекающее вещество должно целиком заполнять все сечение трубопровода и сужающего устройства, поток в трубопроводе должен быть практически установившимся, фазовое состояние веществ не должно изменяться при прохождении через сужающее устройство (жидкость не должна испаряться, пар должен оставаться перегретым и т. п.). Для установления зависимости расхода вещества от перепада давлений, возникающего на сужающем устройстве, используют практические зависимости [3]:
Объемный расход,
В качестве дифманометров обычно используются преобразователи разности давлений типа "Сапфир". Тахометрические (турбинные)расходомеры На слайде представлена упрощённая схема турбинного расходомера. Турбинка вращается под действием набегающего потока. Частота вращения пропорциональна скорости потока. Расходомер работает только на чистом газе или жидкости. Поток должен быть ламинарный (для этого перед замерным узлом ставят спрямляющий участок, длина которого L≥10d, d – диаметр трубопровода). Рекомендуется также использовать струевыпрямитель, который ставят перед расходомером (слайд) Струевыпрямитель изготавливается из трубок, расположенных параллельно оси трубопровода и заполняющих всё его сечение. Турбинные расходомеры жидкости с индукционным узлом съёма сигнала. Частота вращения турбинки преобразуется вэлектрический сигнал в индукционном преобразователе, в котором возникает ЭДС индукции при пересечении лопаткой турбинки магнитного поля преобразователя. Далее электрическийсигнал передаётся в электронный блок, где преобразуется в значения расхода и количества прошедшей через расходомер жидкости. В ряде расходомеров в электронном блоке осуществляется кусочно-линейная интерполяция характеристики расходомера, чем достигается уменьшение основной погрешности за счёт линеаризации градуировочной характеристики. На вид характеристики турбинного расходомера сильно влияет изменение кинематической вязкости измеряемой жидкости, поэтому результаты градуировки на воде не вполне достоверны, если измеряемая жидкость имеет большую кинематическую вязкость. Ультразвуковые расходомеры УР используют для измерения как в жидких, так и в газообразных средах. Скорость ультразвкука в среде является геометрической суммой векторов скорости распространения ультразвука в неподвижной среде и скорости среды. Фактически ультразвуковой метод измерения позволяет измерять скорость среды. Время задержки Dt распространения ультразвукового сигнала (слайд) от излучателя 1 до приёмника 2 можно выразить Dt = 1/(c+v*cosα) V = (1/Dt - c)1/cosα В качестве излучателя и приёмника обычно используют пьезоэлектрические преобразователи. При измерении в газовых средах используют низкочастотные колебания. Это связано с тем, что с увеличением частоты колебаний растёт затухание ультразвука. Ультразвуковые расходомеры не имеют подвижных механических частей, не вызывают потерь давления в трубопроводе, позволяют измерять расход в прямом и обратном направлениях. Выделяют 2 типа излучателей и приемников - врезные (контактируют с измерительной средой) - накладные (устанавливаются на поверхности трубопровода) Вихревые расходомеры Принцип действия вихревых расходомеров с телом обтекания (слайд) заключается в фиксации вихрей, возникающих за телом обтекания, помещённого в поток. Частота образования вихрей (так называемая «дорожка Кармана»), пропорциональна объемному расходу
¦=v/d *Sh Где ¦ - частота образования вихрей; v – скорость потока; в – диаметр тела обтекания; Sh – число Струхаля. Число Струхаля показывает, в каком состоянии находится поток (в турбулентном или в ламинарном). Вихревые расходомеры используются в чистых жидкостях. Частоту вихреобразования измеряют различными методами - с помощью датчиков давления -С помощью датчиков температуры - С помощью ультразвуковых датчиков
Кориолисовы расходомеры Кориолисовы расходомеры позволяют измерять массовый расход жидкостей или газов с большой точностью. Измерение расхода производится за счёт эффекта возникновения силы Кориолиса, возникающей при криволинейном движении жидкости или газа. Рассмотрим течение жидкости в горизонтальной трубе (рис. 5.17). Если горизонтально расположенную трубу, через которую протекает жидкость, жёстко закрепить с одного конца, а другой конец заставить вибрировать с постоянной круговой скоростью со, относительно неподвижной точки 0, то на стенку трубы будет действовать сила Кориолиса, которая будет зависеть от массового расхода жидкости. Частица жидкости массой т, находящаяся на расстоянии r от точки 0, движется с линейной скоростью v и с угловой скоростью w. Ускорение а частицы жидкости складывается из двухсоставляющих: Центростремительного ац направленного к точке О, и кориолисова, ак направленного перпендикулярно к стенке трубопровода: Qv =¦k/(2wx) Измеряя значение силы Кориолиса жидкости в вибрирующей трубе, можно определить массовый расход. Кориолисовы расходомеры могут измерять массовый расход, как в прямом, так и в обратном направлении течения жидкости. В большинстве конструкций вибрирующий участок трубы закреплён в двух точках и ей сообщается колебательное движение между этими двумя точками. Частоту колебаний выбирают равной частоте резонанса, так как при этом тратится минимум энергии для возбуждения колебаний трубы. Трубка может быть изогнутой или прямой (рис. 5.18). Когда расходомер состоит из двух параллельных трубок, поток разделяется на два потока на входе и соединяется в один на выходе. При использовании одной трубки (или соединённых последовательно двух трубок) поток в расходомере не разделяется. Трубки заставляет вибрировать электромагнитный привод, который состоит из катушки, соединенной с одной трубкой, и магнита, соединенного с другой трубкой. На катушку подаётся переменный ток который заставляет магнит периодически притягивать или отталкивать вторую трубку. Электромагнитные датчики определяют положение, скорость или ускорение трубок. Когда поток отсутствует (св расходомере с двумя трубками), различия в показаниях двух датчиков в точках B1 и В2 отсутствуют. Если есть поток жидкости и привод создает вибрацию трубок, то силы Кориолиса изгибают трубки, что проявляется в небольшой разнице фаз движений трубок Это обнаруживается датчиками в точках В1 и В2. При одновременной регистрации сигналов точках В1 и В2 происходит смещение сигналов по фазена величину, которая пряма пропорциональна массовому расходу.Резонансная частота двухтрубной конструкции зависит от массы всей конструкции (массы трубок и массы жидкости внутри трубок). Плотность жидкости. Определяют, измеряя резонансную частоту колебаний трубок. Расходомер позволяет определить: · Массовый расход · Плотность · Объемный расход · Температуру
Метод переменного перепада давления. Является самым распространенным и изученным методом измерения расхода жидкости, пара и газа. При проходе потока через сужающее устройство (рис) часть потенциальной энергии потока переходит в кинетическую, поэтому статическое давление после сужающего устройства становится меньше давления перед сужающим устройством. Разность давлений до и после сужающего устройства тем больше, чем больше расход протекающего вещества. Следовательно, перепад давления может служить мерой расхода. Из графика видно, что после сужающего устройства давление резко падает, а затем постепенно возрастает до нового установившегося значения. Однако оно не достигает исходного значения из-за потери части энергии на трение и завихрения потока в зонах, прилегающих к поверхности сужающего устройства. Величина безвозвратных потерь давления равна рn. Перед сужающим устройством давление несколько возрастает за счёт сжатия потока. Минимальное давление р2 наблюдается на некотором расстоянии от сужающего устройства. Для реализации этого метода разработаны стандартные сужающие устройства - диафрагмы, сопла и трубы Вентури (рис.), характеристики которых можно определить расчётным путём. Конструкция последних двух наиболее приближена к форме струи потока, их профиль повторяет профиль изменения давления вдоль трубы, поэтому безвозвратные потери давления у них наименьшие. Диафрагма имеет в сечении вид шайбы с заостренной кромкой. Простота конструкции и монтажа диафрагмы обусловили их наибольшее распространение.
При измерении расхода по методу переменного перепада давлений протекающее вещество должно целиком заполнять все сечение трубопровода и сужающего устройства, поток в трубопроводе должен быть практически установившимся, фазовое состояние веществ не должно изменяться при прохождении через сужающее устройство (жидкость не должна испаряться, пар должен оставаться перегретым и т. п.). Для установления зависимости расхода вещества от перепада давлений, возникающего на сужающем устройстве, используют практические зависимости [3]:
Объемный расход,
В качестве дифманометров обычно используются преобразователи разности давлений типа "Сапфир".   Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...  ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...  Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...  ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
массовый расход,