Лабораторная работа №6 измерение расхода воздуха различными методами

6.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Ознакомление со средствами и методами измерений расхода вещества.

6.2. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

6.2.1. ИЗМЕРЕНИЕ РАСХОДА МЕТОДАМИ ПЕРЕМЕННОГО ПЕРЕПАДА ДАВЛЕНИЯ

При измерении расхода методами переменного перепада давления используются сужающее устройство постоянного сечения (стандартная диафрагма, сплошное сопло Вентури). ГОСТ 8.563.1-92. При похождении потока через сужающее устройство изменяется потенциальная энергия вещества, часть которой вследствие местного сжатия струи и соответствующего увеличения скорости потока преобразуется в кинематическую энергию. Вследствие этого создается перепад давлений перед и за сужающим устройством, зависящий от скорости потока и, следовательно, расхода жидкости.

Численное значение расхода вещества может быть определенно по перепаду давления ΔР, измеренному диафманометром. Разности этих давлений тем больше, чем больше расход протекающей среды, и, следовательно, она может служить мерой расхода.

Из закона сохранения энергии для стационарного потока следует:

, (48)

где U_D – скорость течения потока в измерительном трубопроводе;

U_d – скорость течения потока в отверстии сужающего устройства;

Р₁ – давление на входе в сужающее устройство;

Р₂ – давление на выходе из сужающее устройства;

- плотность несжимаемой жидкости.

использование при решении этого уравнения, условий неразрывности потока несжимаемой среды:

(49)

приводит к теоретическому уравнению расхода несжимаемой среды:

, (50)

где D – внутренний диаметр измерительного трубопровода;

d – диаметр отверстия или горловины сужающего устройства при рабочей температуре;

Е – коэффициент скорости входа:

, (51)

где - относительный диаметр сужающего устройства;

- перепад давлений на сужающем устройстве.

Действительный массовый расход получает меньше рассчитанного по теоретическому уравнению расход, что корректируется коэффициентом истечения С и дополнительно коэффициентом расширения для сжимаемых сред. Тогда уравнение расхода (50) принимает вид:

. (52)

Значение С и определены в результате экспериментальных исследований, приведенных на гидравлически гладких трубопроводах при равномерном распределении скоростей потока по сечению трубопровода и развитом турбулентном режиме течения этого потока.

Наличие местных гидравлических сопротивлений (трубопроводной арматуры, отводов и т.д.) и применение шероховатых трубопроводов приводит к искажению распределения скоростей по сечению.

Для выравнивания распределения скоростей по сечению измерительного трубопровода, неравномерность которого обусловлена наличием местных сопротивлений, применяют прямые участки трубопроводов определенной длины.

Влияние шероховатости измерительного трубопровода на значение коэффициента истечения корректируют с помощью поправочного коэффициента на шероховатость внутренней поверхности измерительного трубопровода К_ш.

Влияние на коэффициент истечения притупления входной крошки отверстия диафрагмы, обусловленного его износом, корректируют с помощью поправочного коэффициента на притупление входной кромки отверстия диафрагмы К_п.