28. Расход. Виды расходов. Единицы измерения. Требования предоставляемые к расходомерам.

Расход – количество вещества (масса или объем), протекающего через данное сечение трубопровода (канала) в единицу времени.Измерения расхода составляют до 15% от общего числа измерений в промышленности. Информация о расходе используется при управлении технологическими процессами для оптимизации их режимов. В последнее время возрастает роль измерений расхода энергоносителей в связи с возрастанием их стоимости и необходимостью контроля эффективности энергосберегающих мероприятий.В зависимости от единицы измерения количества вещества (м³ или кг) различают массовый (кг/с) или объемный расходы (м³/с). В технике часто применяют производные внесистемные единицы – м³/ч, т/ч, л/с и др.

СИ измерений расхода – расходомеры.

Основной элемент расходомера – преобразователь расхода – устройство, непосредственно воспринимающее динамическое воздействие потока и преобразующее его в другую величину (перепад давлений, электрический сигнал и др.), удобную для измерений. Требования к расходомерам.

К расходомерам предъявляют многочисленные и разнообразные требования, которые удовлетворить совместно очень трудно:

• Высокая точность измерения. 20-30 лет назад погрешность измерения в 1,5-2 % считалась приемлемой, теперь нередко требуется иметь погрешность не более 0,2-0,5 %. Такую погрешность обеспечивают электромагнитные, ультразвуковые и кориолисовы расходомеры.

• Высокая надежность. Оценивается временем, в течение которого прибор сохраняет работоспособность и заявленную точность. Это время зависит от типа прибора и от условий его применения. Некоторые расходомеры, не имеющие движущихся частей, могут надежно работать очень долго. Так, трубы Вентури, установленные на водопроводных линиях Санкт-Петербурга, исправно действуют более 60 лет.

• Малая зависимость результата измерений от изменения плотности вещества. В лучшей степени этому требованию отвечают скоростные расходомеры: электромагнитные, объемные счетчики и др, у которых статическая характеристика не зависит от плотности.

• Быстродействие прибора. Это требование важно, когда расходомер применяют в системах автоматического регулирования и при измерении быстроменяющихся расходов.

• Широкий динамический диапазон измерения (G_min/G_max). У электромагнитных расходомеров он может достигать 1:1000. У диафрагменных расходомеров – 1:3.

• Широкий диапазон расходов, подлежащих измерению. Расходы жидкости изменяются в пределах от 1 до10⁸ кг/ч для закрытых каналов (трубопроводов), а газов – в пределах от 10 до 10⁵-10⁶ кг/ч.

• Разнообразие номенклатуры измеряемых веществ, характеризующихся существенно различающимися характеристиками: жидкости, газы и сыпучие, одно- и двухфазные, агрессивные и пожаро- взрывоопасные и т.д., что оказывает влияние на преобразователь расхода и выбор метода измерений. (в основном, разработанные теории применимы к однофазным потокам).

• Обеспеченность метрологической базой. Образцовые расходомерные установки, необходимые для градуировки и поверки различных расходомеров, сложны и дороги, особенно при больших ДУ расходомеров.

• Стоимость. Стоимость расходомеров, в зависимости от принципа измерений и класса точности колеблется от 50 до десятков тысяч долларов.

Большое разнообразие и сложность требований, предъявляемых к расходомерам, явились причиной разработки и создания значительного числа методов измерений и разновидностей этих приборов. Причем часть из них в лучшей степени удовлетворяют одним требованиям, а часть – другим.