51. Метод переменного перепада давления

Измерение расхода по этому методу основано на измерении потенциальной энергии (статического давления) веще­ства, протекающего через местное сужение в трубопроводе. Сужающими устройствами (первич­ными преобразователями) служат диафрагмы, сопла и сопла Вентури. Диафрагма представляет собой тонкий диск, установленный в трубопроводе так, чтобы его отверстие было концентрично внутреннему контуру сечения трубопровода. Сужение потока начинается до диафрагмы, затем на некотором расстоянии за ней благодаря действию сил инерции поток сужается до минимального сечения, а далее постепенно расширяется до полного сечения трубопровода. Перед диафрагмой и за ней образуются зоны с вихревым движением, причем зона вихрей за диафрагмой больше, чем перед ней.

Давление струи около стенки трубопровода несколько воз­растает из-за подпора перед диафрагмой и понижается до мини­мума за диафрагмой в наиболее узком сечении струи. Далее по мере расширения струи давление потока около стенки снова повышается, но не достигает прежнего значения. Потери части давления рп объясняется главным образом потерей энергии на трение и завихрения.

Остаточная потеря давления рп в сопле по сравнению с диафрагмой меньше. Еще меньше потери давления рп в сопле Вентури, профиль которого близок к сечению потока, проходя­щего через сужение.

При измерении расхода по методу переменного перепада давления протекающее вещество должно целиком заполнять все сечение трубопровода и сужающего устройства; поток в трубопро­воде должен быть практически установившимся; (жидкость не должна испаряться, пар должен оставаться перегретым и т. п.).

52. Расходомеры постоянного перепада давления – ротаметры, поплавковые, поршневые;

Расходомеры постоянного перепада давления относятся к группе расходомеров обтекания, т. е. к расходомерам, основанным на зависимости перемещения тела, воспринимающего динамическое давление обтекающего его потока, от расхода измеряемой среды.

Измерительный орган этих расходомеров, перемещаясь вертикально, в зависимости от расхода изменяет площадь кольцевого зазора таким образом, что перепад давления по обе его стороны остается постоянным.

Наиболее распространенными расходомерами постоянного перепада давления являются ротаметры. Основная измерительная часть ротаметров – ротаметрическая пара. Различают три типа ротаметрических пар.

Ротаметрическая пара первого типа состоит из измерительного конуса и поплавка (ротора). Эта конструкция применяется в стеклянных и металлических ротаметрах. Пара второго типа состоит из диафрагмы и поплавка и применяется в металлических ротаметрах. Ротаметрическая пара третьего вида состоит из кольцевого поплавка, размещенного в зазоре между внешним и внутренним конусами. Такие пары применяются в металлических ротаметрах для измерения больших расходов жидкости.

53. Индукционные расходомеры

Принцип действия электромагнитных расходомеров основан на измерении ЭДС, индуцируемой в потоке электропроводной жидкости под действием внешнего магнитного поля. Участок трубопровода 1, расположенный между 2 полюсами постоянного магнита перпендикулярно направлению силовых линий магнитного поля, изготовляется из немагнитного материала (фторопласта, эбонита и т. д.). В стенки трубопровода заделаны измерительные электроды 3. Под действием магнитного поля ионы, находящиеся в жидкости, перемещаются и отдают свои заряды измерительным электродам 3, создавая в них ЭДС Е, пропорциональную скорости течения жидкости. К электродам 3 подключается измерительный прибор 2, шкала которого градуируется в единицах расхода. Величина этой ЭДС при постоянном магнитном поле определяется уравнением электромагнитной индукции Е = Bdv, где В — магнитная индукция в зазоре между полюсами магнита; d — внутренний диаметр трубопровода; v — средняя скорость потока жидкости. При однородном магнитном поле ЭДС пропорциональна объемному расходу.Q ~ v Существенные недостатки электромагнитных расходомеров с постоянным магнитом — возникновение на электродах ЭДС поляризации, гальванической ЭДС и трудности усиления малых ЭДС постоянного тока. При переменном магнитном поле электрохимические процессы оказывают меньшее влияние на показания прибора, чем при постоянном. Преимущества: отсутствуют движущиеся части, они практически безынерционны, что очень важно при измерении быстроменяющихся расходов и при использовании их (расходомеров) в автоматических системах регулирования. На результат измерения не влияет присутствие в жидкости взвешенных частиц и пузырьков газа. Показания расходомера не зависят от свойств измеряемой жидкости (вязкости, плотности) и от характера потока (ламинарного, турбулентного).