28. Расход. Средства для измерения расхода. Классификация приборов для измерения расхода по принципу действия. Счетчики с винтовой вертушкой.
Расходом вещества наз. количество вещества, проходящего через данное сечение канала в еденицу времени. Массовый расход измеряют в кг/сек, а обьёмный –в м3/сек. Приборы, измеряющие расход, наз. расходометрами. Эти приборы могут быть снабжены счетчиками, тогда их наз. расходометрами со счетчиком.
В зависимости от принятого метода измерения наиболее распространены расходометры:
-переменного перепада давлений, основанные на зависимости от расхода перепада давлений в сужающем устройстве в следствие частичного перехода потенциальной энергии потока в кинетическую.
- скоростного напора для измерения расхода по динамическому напору потока с помощью пневматических трубок.
- переменного уровня, основанные на зависимости от расхода высоты уровня жидкости в сосуде при свободном истечении ее через отверстие в дне или боковой стенке сосуда.
- постоянного перепада давлений, основанные на зависимости от расхода вещества вертикального перемещения тела, изменяющегося при этом площадь сечения проходного отверстия прибора таким образом, что перепад давлений по обе стороны поплавка остается постоянным.
- бесконтактные.
Счетчики с винтовой турбиной относятся к скоростным, которые работают по принципу измерения средней скорости движущегося потока. Винтовые турбинки располагают параллельно измеряемому потоку. Частота вращения винтовой турбинки пропорциональна средней скорости потока жидкости и обратно пропорциональна шагу лопастей n=kvcp/l или n=kQ/(ls). Турбинку изготавливают из пластмассы или латуни. Счетный механизм герметично изолирован от корпуса прибора.
№29.Витрата. Об’ємні лічильники.
Расходом вещества называется количество вещества, проходящего через данное сечение канала в единицу времени. Массовый расход измеряют в килограммах на секунду, а объемный – в кубических метрах на секунду. Приборы, измеряющие расход, называются расходомерами. Эти приборы могут быть снабжены счетчиками (интеграторами), тогда их называют расходомерами со счетчиком. Такие расходомеры позволяют измерять одновременно расход и количество.
Рассмотрим объемные счетчики для жидкостей. Принцип их действия основан на измерении объема жидкости, вытесняемой из измерительной камеры под действием разности давлений, и суммировании результатов этих измерений. Объемные счетчики в основном предназначены для измерения количества чистых жидкостей без механических примесей (бензина, масел, конденсата и т.п.). Основное преимущество объемных счетчиков – малая погрешность и сравнительно широкий диапазон измерений. В основном применяют счетчики с овальными зубчатыми колесами. Проходя через счетчик, поток жидкости теряет часть своей энергии на вращение овальных колес. В зависимости от расположения колес относительно входа потока жидкости каждое из них является поочередно то ведущим, то ведомым. При вращении овальных колес периодически отсекается определенный объем жидкости, ограниченный овалом колеса и стенкой измерительной камеры. За один оборот коле отсекается четыре определенных объема жидкости, которые в сумме равны свободному объему измерительной камеры счетчика. Количество жидкости, прошедшей через счетчик, определяют по числу оборотов овальных колес.
Для
измерения объемов очень вязких жидкостей
(мазут и др.) в счетчиках предусматривают
паровую рубашку. Счетчики с овальными
колесами выпускаются для различных
диаметров трубопроводов при рабочем
давлении до 1,57 МПа. Потеря напора от
установки счетчика составляет примерно
0,02 МПа. Погрешность показаний этих
приборов
0,5 %.
№30. Витратоміри змінного перепаду тиску.
Наиболее распространенным методом измерения расхода давления расхода жидкости, пара и газа является метод переменного перепада давлений. Измерения расхода по этому методу основано на измерении потенциальной энергии (статического давления) вещества, протекающего через местное сужение в трубопроводе. Комплект расходомера состоит из установленного в трубопроводе сужающего устройства, соединительных (импульсных) трубок с вспомогательными устройствами (разделительными или уравнительными сосудами, запорной арматурой и т. п.) и измерителя перепада давления — дифференциального манометра.
В измерительной техники в качестве сужающих устройств (первичных преобразователей) используют диафрагмы, сопла и сопла Вентуры. Диафрагма представляет собой тонкий диск, установленный в трубопроводе так, чтобы отверстие в диске 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
потока около стенки трубопровода
несколько возрастает из – за подпора
перед диафрагмой и снижается до минимума
за диафрагмой в наиболее узком сечении
потока. Далее по мере расширения струи
давление потока около стенки снова
повышается, но не достигает прежнего
значения. Потеря части давление
определяется главным образом потерей
энергии на трение и завихрения.
Изменение давления потока по оси трубопровода практически совпадает с изменением давления около его стенки, за исключением участка перед диафрагмой и непосредственно в ней, где давление потока по оси трубы снижается.
Характер
потока и распределение давления
одинаковые во всех типах сужающих
устройства. Так как струя, протекающая
через сопло, почти не отрывается от его
профилированной части, потери на
завихрения возникают в основном за
соплом, поэтому остаточная потеря
давления
в сопле меньше, чем в диафрагме. Еще
меньше потери давления
в сопле Вентури, профиль которого близок
к сечению потока, проходящего через
сужение. Из трех типов сужающих устройств
наиболее часто применяют диафрагму.
К достоинствам следует отнести:
а) сравнительно высокую точность измерения;.
б) удобство и универсальность метода;
в) возможность, измерения любых расходов (при некоторых ограничениях) жидкости, пара и газа, находящихся при различных температурах и давлениях;
г) легкость серийного изготовления приборов.
Недостатки данного метода:
а) некоторая потерю энергии потока;
б) относительная трудность промышленного применения при малых расходах вещества, в пульсирующих потоках и потоках вещества, содержащего инородные примеси, а также потоках вещества, находящегося при параметрах, близких к равновесным.