Metodika použitia zužovacích zariadení na meranie prietoku médií. Prietokomery s premenlivým tlakom Uzavierací ventil, guľový ventil s rovnakým priemerom

Prednáška

Meranie prietoku kvapalín, plynova pár

Otázka 1

Všeobecné informácie

Pri meraniach týkajúcich sa množstva látky sú najdôležitejšie počiatočné pojmy množstvo hmoty A spotreba.

Množstvo látky možno merať buď v jednotkách hmotnosti [kilogram (kg), tona (t)] alebo v jednotkách objemu [metre kubické (m 3), liter (l)]. Prietok je množstvo látky, ktoré pretečie úsekom potrubia za jednotku času. V súlade so zvolenými jednotkami môže byť buď hmotnostný prietok G M (jednotky kg/s, kg/h, t/h) alebo objemový prietok G 0 (jednotky m 3 /s, l/s, m 3 /h). merané. Jednotky hmotnosti a hmotnostného toku poskytujú úplnejšie informácie o množstve alebo spotrebe látky ako jednotky objemu, pretože objem látky, najmä plynov, závisí od tlaku a teploty. Pri meraní objemových prietokov plynov s cieľom získať porovnateľné hodnoty podliehajú výsledky merania určitým (tzv. normálnym) podmienkam. Tieto normálne podmienky sa považujú za teplotu t n \u003d \u003d 20 ° С, tlak P n \u003d 101,325 kPa (760 mm Hg) a relatívna vlhkosť φ \u003d 0. V tomto prípade je uvedený objemový prietok G n a vyjadruje sa v objemových jednotkách (napríklad m 3 /h).

V súlade s GOST-15528 sa nazýva meracie zariadenie používané na meranie prietoku látky prietokomer, a zariadenie na meranie množstva látky - počítadlo množstva(počítadlo). V každom konkrétnom prípade by sa k týmto výrazom mal pridať názov kontrolovaného prostredia. V mnohých prípadoch sa údaje prietokomeru sčítavajú v priebehu času a používajú sa, podobne ako údaje z vodomerov, na určenie množstva uvoľneného plynu, horúcej vody alebo pary pri komerčných výpočtoch alebo pri určovaní ekonomickej výkonnosti zariadení. Táto vlastnosť používania prietokomerov a počítadiel určovala špecifiká štandardizácie ich metrologických charakteristík. Na rozdiel od uvažovaných meracích prístrojov majú prietokomery a merače vo väčšine prípadov normovanú hranicu základnej relatívnej chyby, ktorá môže závisieť od hodnoty meraného prietoku. V tejto súvislosti sa pre prietokomery zavádza pojem dynamického rozsahu, v rámci ktorého je stanovená hranica hlavnej relatívnej chyby a ktorý je charakterizovaný pomerom hornej hranice merania Gv.p. znížiť G n.p. , G c.p. /G n.p. .

Pri meraní prietoku sa do prietoku vo väčšine prípadov privádza pracovná kvapalina, čím dochádza k tlakovej strate, ktorej hodnota je normalizovaná pre prístroje, ako aj požadované dĺžky lineárnych úsekov potrubia pred a za prietokomer. Posledná požiadavka súvisí so závislosťou údajov prietokomeru od profilu rýchlosti prúdenia v potrubí.

Horné limity merania prietoku sa vyberajú z nasledujúceho rozsahu: A = A 10n, kde A- jedno z čísel 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,2; 4; 5; 6,3; 8; n je celé číslo, kladné alebo záporné, vrátane nuly.

Existuje široká škála metód merania prietoku a návrhov prietokomerov a meračov. Najrozšírenejšie sú tieto typy prietokomerov: premenlivý diferenčný tlak so zužovacími zariadeniami; konštantný diferenčný tlak; tachometrická; elektromagnetické; ultrazvukové; vír; masívne. Väčšina v súčasnosti vyrábaných prietokomerov a počítadiel sú mikroprocesorové zariadenia so širokou funkčnosťou. Vďaka stálej pamäti sa namerané hodnoty dennej a mesačnej spotreby látok uchovávajú 1-3 roky. Tieto informácie je možné vyvolať na digitálnom displeji zariadení, k ich digitálnemu výstupu je možné pripojiť PC a tlačiarne. Pomocou rôznych rozhraní sú mikroprocesorové prietokomery a merače pripojené k lokálnym počítačovým sieťam, pričom informácie zo zariadení je možné prenášať telefónnymi a rádiovými kanálmi, optickými káblami.

Rôzne možnosti prenosu a prijímania digitálnych informácií z prietokomerov a meračov sa vykonávajú pomocou zariadení rozhrania - adaptérov, modemov. Niektoré typy prietokomerov sú napájané z batérií a akumulátorov, čo umožňuje ich inštaláciu na miestach, kde nie je napájanie alebo kde dochádza k výpadkom prúdu.

Otázka č.2

Diferenčné meranie prietoku kvapalín, plynov a parytlakv zužovacom zariadení

Základy teórie diferenciálneho merania prietokutlakv zúženízariadení Tento spôsob merania prietoku je založený na závislosti poklesu tlaku v pevnom obmedzovacom zariadení (CD) inštalovanom v potrubí od prietoku meraného média. Toto zariadenie by sa malo považovať za primárny menič prietoku. Diferenčný tlak vytvorený v zužovacom zariadení sa meria diferenčným tlakomerom, ktorý môže byť indikovaný stupnicou v jednotkách prietoku. Ak je potrebné prenášať namerané hodnoty na diaľku, je diferenčný tlakomer vybavený prevodníkom, ktorý je komunikačným vedením prepojený so sekundárnym zariadením a ďalšími zariadeniami. Metóda merania prietoku je najrozvinutejšia, zužovacie zariadenia a diferenčné tlakomery pre ne vyrábajú všetky najväčšie prístrojové spoločnosti na svete. Táto metóda sa používa najmä na meranie prietoku pary, plynu, kvapalín v potrubiach s priemerom nad 300 mm.

Princíp uvažovaného merania spočíva v tom, že pri prúdení cez otvor zužovacieho zariadenia sa rýchlosť prúdenia zvyšuje v porovnaní s rýchlosťou pred zúžením. Zvýšenie rýchlosti a následne aj kinetickej energie spôsobuje zníženie potenciálnej energie a teda aj statického tlaku. Prietok možno určiť pomocou známej kalibračnej charakteristiky pre pokles tlaku Δ R na zužovacom zariadení, merané diferenčným tlakomerom. Použitie uvažovanej metódy merania si vyžaduje splnenie určitých podmienok:

povaha pohybu toku pred a za zužovacím zariadením musí byť turbulentná a stacionárna;

prietok musí úplne vyplniť celý úsek potrubia;

fázový stav prietoku by sa pri prietoku zužovacím zariadením nemal meniť (para sa prehrieva, pričom pre ňu platia všetky ustanovenia týkajúce sa merania prietoku plynu);

vo vnútornej dutine potrubia pred a za zužovacím zariadením sa nevytvárajú zrážky a iné druhy znečistenia;

na povrchoch zužovacieho zariadenia sa nevytvárajú usadeniny, ktoré menia jeho geometriu.

Zužovacie zariadenia sú podmienene rozdelené na štandardné, špeciálne a neštandardné. Štandardné sa nazývajú zužovacie zariadenia, ktoré sú navrhnuté, vyrobené a inštalované v súlade s riadiacim regulačným dokumentom GOST 8.569.1-97. K číslu špeciálne zahŕňajú štandardné membrány pre potrubia s vnútorným priemerom menším ako 50 mm. Zužovacie zariadenia, ktoré nepatria do týchto dvoch skupín, sa nazývajú neštandardné. Kalibračná charakteristika štandardných zužovacích zariadení je určená výpočtami bez individuálnej kalibrácie. Tento bod viedol k širokému použitiu tejto metódy na meranie prietokov vody, pary, plynu v potrubiach veľkých priemerov. Kalibračné charakteristiky neštandardných zužovacích zariadení sa určujú ako výsledok individuálnej kalibrácie.

Táto metóda má nasledujúce nevýhody:

Úzky dynamický rozsah nepresahujúci tri až päť pri použití jedného diferenčného tlakomera;

Priemer potrubia musí byť väčší ako 50 mm, inak je potrebné individuálne odstupňovanie;

významné dĺžky lineárnych úsekov;

prítomnosť tlakovej straty.

Ako štandardné používajú sa zužovacie zariadenia na meranie prietoku kvapalín, plynov a pary, membrány, dýzy a oveľa menej často aj potrubia a Venturiho dýzy. Membrána(obr. 12.1, a) je tenký kotúč s okrúhlym otvorom, ktorého os je umiestnená pozdĺž osi potrubia. Predná (vstupná) časť otvoru má valcový tvar a potom prechádza do kužeľového predĺženia. Predná hrana otvoru by mala byť pravouhlá (ostrá) bez zaoblenia a otrepov. Rozsah prevádzkových čísel Re závisí od relatívneho priemeru riadiaceho systému a pre membránu sa pohybuje od ".

Tryska(obr. 12.1, b) má profilovaný vtok, ktorý následne prechádza do valcovej časti o priem. d (jeho hodnota je zahrnutá v prietokových rovniciach). Zadná koncová časť dýzy obsahuje valcové vybranie s priemerom väčším ako d, na ochranu výstupnej hrany valcovej časti dýzy pred poškodením. Pri meraní prietoku sa štandardné trysky inštalujú na potrubia s priemerom najmenej 50 mm, čísla prietoku Re by mali byť 2 · 10 4 ... 10 7 .

Ryža. 12.1. Štandardné zužovacie zariadenia: a - membrána; b - tryska; c - Venturiho tryska

Venturiho tryska(obrys je znázornený na obr. 12.1, V) obsahuje vstupnú časť s profilom dýzy prechádzajúcu do valcovej časti a výstupný kužeľ (môže byť dlhý alebo skrátený). Minimálny priemer potrubia pre štandardné Venturiho dýzy je 65 mm. Používajú sa v rozsahu Re čísel od 1,5 · 10 5 do 2 · 10 6 . Na obr. 12,1 znakov p 1 A R 2 sú označené body výberu tlakov privádzaných do diferenčného tlakomera.

Uvažujme ako príklad pohyb nestlačiteľného prúdu tekutiny cez škrtiace zariadenie s použitím membrány (obr. 12.2). Na obrázku je znázornený profil prúdenia prechádzajúceho cez membránu, ako aj rozloženie tlaku pozdĺž steny potrubia (plná čiara) a pozdĺž osi potrubia (prerušovaná čiara). Po sekcii A prúd sa zužuje a následne sa zvyšuje priemerná rýchlosť prúdenia. Vplyvom zotrvačnosti sa prúdnica ďalej zužuje a v určitej vzdialenosti za bránicou je miesto najväčšieho zúženia v úseku IN. Zvýšenie rýchlosti na stránke AB sprevádzaný poklesom statického tlaku z počiatočnej hodnoty R A na minimálnu hodnotu R b .

Po sekcii IN začína expanzia prúdnice, ktorá končí v úseku S. Tento proces je sprevádzaný znížením rýchlosti a zvýšením statického tlaku. v sekcii S rýchlosť bude mať počiatočnú hodnotu (ako v sekcii A), ale tlak R s bude menej ako originál R P , nazývaná tlaková strata v zúženom zariadení. Prítomnosť tlakovej straty je spôsobená stratou energie prúdenia v mŕtvych zónach umiestnených pred a za membránou v dôsledku tvorby silného víru v nich. Na určenie všeobecného vzťahu medzi prietokom a poklesom tlaku predpokladáme, že kvapalina je nestlačiteľná (t.j. hustota kvapaliny sa pri prechode cez obmedzovač nemení), nedochádza k výmene tepla s okolím, potrubím je horizontálne, nedochádza k žiadnym stratám v dôsledku odporu riadiaceho systému a rýchlostné pole je rovnomerné.

Ryža. 12.2. Vzor prietoku a rozloženie statického tlaku, keď je v potrubí nainštalovaná membrána

Rovnica na udržiavanie konštantného hmotnostného prietoku (kontinuity) pre nestlačiteľnú tekutinu, napísaná pre sekciu A a na výstupe z membrány, má tvar:

Kde u D - počiatočná rýchlosť prúdenia v potrubí;

u d - rýchlosť prúdenia v ústí CS;

p je hustota média;

G m - hmotnostný tok.

Bernoulliho rovnica napísaná pre tieto úseky, ktorá vyjadruje zákon zachovania energie pre prúdenie v potrubí, má tvar:

Označujeme v súlade s GOST 8569.2-97 príbuznýpriemer SU až po skoršiu druhú mocninu tohto pomeru sa nazývala relatívna plocha alebo modul T SU Pomocou (12.1) môžeme písať

potom nahradiť hodnotu u D v (12.2) dostaneme:

Hodnota E= 1/(1 - β 4) 0,5 sa nazýva rýchlostný faktorvchod,f - minimálna plocha prietokovej časti CS. Hodnota hmotnostného prietoku vypočítaná výrazom (12.3) je nadhodnotená v dôsledku nadhodnoteného poklesu tlaku na CS, spôsobeného spomalením prietoku, turbulenciou na vstupe a výstupe CS. V tejto súvislosti je zavedená rovnica (12.3). exspiračný faktorS, menší ako jednota.

Výpočet hmotnostného prietoku pre nestlačiteľné médiá sa vykonáva podľa výrazu

(12.4)

objemový

skoršia práca CE volal prietokα.

Vzorce (12.4), (12.5) platia pre nestlačiteľné kvapaliny. Pri meraní prietoku plynu, pary, vzduchu ich hustota po SU klesá, objem sa zvyšuje. V tomto prípade sa získa nadhodnotená hodnota diferenciálu a následne aj prietoku; na kompenzáciu tohto efektu sa do vzorcov zavedie koeficient ε, ktorý je menší ako jedna a nazýva sa koeficient expanzie ( 11,4), (11,5). Vypočítané pomery pre hmotnostné a objemové prietoky stlačiteľných médií majú teda tvar

(12.6)

objemový

(12.7)

Výrazy (12.6), (12.7) sú základné prietokové rovnice vhodné pre stlačiteľné a nestlačiteľné médiá, pre druhé ε = 1. Pri určovaní z týchto prietokových rovníc sa veličiny f, R, R, G m , G 0 majú tieto rozmery: m 2 , Pa, kg/m 3 , kg/s, m 3 /s. Existujúce konštrukcie zužovacích zariadení poskytujú takmer konštantné hodnoty koeficientu odtoku len v obmedzenom rozsahu Reynoldsových čísel (Re = ud/ v, Kde v- Kinematická viskozita).

hodnoty S a e sú stanovené ako výsledok experimentálnych štúdií uskutočnených na potrubiach s hladkým vnútorným povrchom s rozložením rýchlostí prúdenia po úseku potrubia zodpovedajúcim režimu ustáleného turbulentného prúdenia. V experimentoch boli použité membrány s ostrou nábežnou hranou.

Pre geometricky podobné riadiace systémy s hydrodynamickou podobnosťou prietokov meraného média sú hodnoty S sú rovnaké. Geometrická podobnosť riadiaceho systému spočíva v rovnosti pomerov geometrických rozmerov riadiaceho systému k priemeru potrubia. Hydrodynamická podobnosť tokov nastáva, keď sú čísla Re rovnaké. Hodnoty prietokových koeficientov boli stanovené v mnohých krajinách po celom svete pomocou príkladných hmotnostných prietokomerov. G m alebo objem látky G 0, ktorý pretiekol cez SZ v pevnom časovom intervale. Koeficient S sa vypočíta z týchto údajov ako pomer skutočného prietoku k teoretickému prietoku vypočítanému z poklesu tlaku cez CS

Experimentálne sa koeficient rozťažnosti e určuje na stlačiteľnom médiu ako pomer výtokových koeficientov stlačiteľného a nestlačiteľného média pri známych hodnotách.

Keďže na výpočet zužovacích zariadení sa používajú počítačové programy, experimentálne získané hodnoty S, ε sú opísané empiricky. Koeficient S vyjadrené prostredníctvom dvoch zložiek: С = C_K Re . Koeficient C_ závisí iba od B a K Re sa mení s Re. Pre clonu so šikmým tlakovým kohútikom

(12.8) a (12.9)

Grafy závislosti CE= /(Re, (3) pre membrány s uhlovou extrakciou tlaku, keďže pre membrány K Re závisí od spôsobu extrakcie tlaku sú znázornené na obr. 12.3 a v tabuľke 12.1. Veľkosť zmien K Re v oblasti Od toho závisia aj prevádzkové čísla Re. Ak sú tieto zmeny pre membrány s uhlovým odberom tlaku pri β = 0,27 ... 0,8 0,5 ... 5 %, potom pri odbere s prírubou sú zmeny len 0,3 ... 2% K Re sa mení v rovnakom rozsahu pre trysky, pre Venturiho trysky v prevádzkovom rozsahu Re čísel S zostáva konštantná.

Korekčný faktor ε vo všeobecnosti závisí od β, adiabatického exponentu æ a pomeru Δ r/r (r- absolútny tlak média na zužovacie zariadenie). Konštrukčný pomer pre ε je určený typom clony a pre membránu, bez ohľadu na spôsob extrakcie tlaku

Ryža. 12.3. Závislosť CE pre membrány s uhlovými kohútikmi od Re a β:

1 ÷ 4 - β = 0,2; 0,4; 0,6; 0,8

Tabuľka 12.1

Tabuľka koeficientov vstupnej sadzby E a expirácia S pre membrány s uhlovým odpichom

Existuje teda kvadratický vzťah medzi prietokom a poklesom tlaku v otvore, čo umožňuje diferenčné tlakomery, ktoré merajú pokles tlaku kalibrovať v jednotkách prietoku alebo získať výstupný signál úmerný prietoku. Takéto diferenčné tlakomery sa nazývajú diferenčné tlakomery-prietokomery. Na získanie jednotnej stupnice prietokomeru sú do kinematického alebo elektronického obvodu diferenčných tlakomerov alebo sekundárnych prístrojov zahrnuté rôzne typy zariadení s druhou odmocninou. V mikroprocesorových diferenčných tlakomeroch sa okrem extrakcie koreňa vykonáva komplex výpočtových operácií súvisiacich so zmenou hustoty média, koeficientu rozťažnosti atď.

Nutnosť extrakcie druhej odmocniny je jednou z nevýhod metódy merania prietoku diferenčným tlakom, ktorá spôsobuje zúžený rozsah merania prietokomeru, zvyčajne pokrývajúci interval 30 ... 100 % maximálneho nameraného prietok G v.p. To znamená, že sa neodporúča používať prietokomer na meranie prietokov v rozsahu 0...30% jeho stupnice, pretože tu nie je zaručená dostatočná presnosť merania. Je to spôsobené tým, že na začiatku stupnice sa relatívna chyba merania diferenčného tlaku prudko zvyšuje. v súlade s (12.7) sa pokles tlaku v zužovacom zariadení zníži 16-krát a pri prietoku - 100-krát sa relatívna chyba pri meraní rozdielu tiež zvýši o 16 a 100-krát. Presnosť prietokomeru je zvyčajne zaručená iba v rozsahu 30 ... 100%.

Skutočná drsnosť potrubia zostruje rýchlostný profil a mierne zvyšuje koeficient prúdenia, najmä pri malých priemeroch potrubia. Toto sa vezme do úvahy vynásobením počiatočného prietoku korekčným faktorom Kw. Pre všetky typy zužovacích zariadení sa hodnota Ksh zvyšuje s poklesom priemeru potrubia a jeho nárastom. Priemer potrubia D > 300 mm majú malú relatívnu drsnosť (t.j. svojimi vlastnosťami sa blížia k hladkým), preto pre nich Kw = 1.

Zmeniť S, spôsobené otupením vstupnej hrany membrány, sa zohľadňuje zavedením korekčného faktora Kp pre otupenie vstupnej hrany, ktorého hodnota závisí od priemeru potrubia a relatívnej plochy membrány. Hodnota K p klesá so zväčšovaním priemeru potrubia a Pri malom D a veľké hodnoty β pre membrány, súčin Kw · Kp môže prekročiť hodnotu 1,03 a táto hodnota sa počas prevádzky mení. Takže, keď je potrubie znečistené a skorodované, hodnota K u sa mení a pre membrány je tento efekt výraznejší ako pre trysky. Ešte väčšie chyby môžu nastať v prípade korózie zužovacieho zariadenia alebo zmeny jeho profilu v dôsledku abrazívnych vlastností média, a to je tiež výraznejšie u membrán ako u trysiek. Z týchto dôvodov musia byť obmedzovače vyrobené z tvrdého materiálu odolného voči korózii.

Takže všeobecné prietokové rovnice, berúc do úvahy špecifické prevádzkové podmienky pre otvory, sú:

objemový

V prietokových rovniciach pre dýzy a Venturiho trubice koeficient K p absentuje, t.j. K \u003d 1. Pri zobrazovaní meračov diferenčného tlaku - prietokomerov a sekundárnych zariadení, v ktorých nie sú žiadne kalkulačky, sa všetky veličiny zahrnuté v (12.11), (12.12) berú ako konštantné. V prípade hromadného toku

v prípade hromadného

Za prevádzkových podmienok je možná zmena p, ktorá ovplyvňuje koeficienty k m , k 0 a kalibračná špecifikácia. Pri zmene teploty a tlaku plynu sa zvyčajne pozoruje významná zmena hustoty média. Ak je zmena hustoty média sprevádzaná zmenou e, potom sa v tomto prípade musia hodnoty hmotnostného prietokomeru vynásobiť koeficientom

Štandardné zužovacie zariadenia možno použiť v spojení s diferenčnými tlakomermi na meranie prietoku a množstva kvapalín, plynov a pary v kruhových potrubiach (na akomkoľvek mieste), ak je ich výpočet, výroba a montáž vykonaná v súlade s GOST 8.563.1-97.

Ak je potrebné použiť zužovacie zariadenia na potrubiach menšieho priemeru, musia byť podrobené individuálnemu odstupňovaniu, t.j. experimentálne určenie závislosti G =f(Δp).

GOST 8.563.1-97 poskytuje osem variantov typov zužovacích zariadení: membrány s uhlovými, prírubovými a tromi polomerovými metódami tlakového napichovania, dýzy ISA 1932, Venturiho rúrky s opracovanými a neupravenými kužeľovými časťami sú krátke a dlhé, Venturiho dýzy sú krátke a dlhý. Štandardné membrány sa používajú pri splnení podmienky 0,2 ≤ β ≤ 0,75, štandardné dýzy - pri 0,3 ≤ β ≤ 0,8 a Venturiho dýzy - pri 0,3 ≤ β ≤ 0,75. Konkrétny typ obmedzovača sa volí vo výpočte v závislosti od podmienok použitia, požadovanej presnosti a prípustnej tlakovej straty.

Aby bola dodržaná geometrická podobnosť škrtiacich zariadení, musia byť vyrobené v súlade s požiadavkami GOST 8.563.1-97, ktoré sa stručne zvažujú vo vzťahu k najbežnejším škrtiacim zariadeniam - membránam znázorneným na obr. 1. Konce membrány musia byť ploché a navzájom rovnobežné. Drsnosť čelnej plochy v rámci D by nemala byť väčšia ako 10-4 d, výstupná časť by mala mať drsnosť v rámci 0,01 mm. Ak sa membrána používa na meranie prietoku v oboch smeroch, potom musia byť oba konce opracované s drsnosťou nie väčšou ako 10 -4 d, v tomto prípade nedochádza ku kužeľovej expanzii a okraje na oboch stranách musia byť ostré s polomerom zakrivenia nie väčším ako 0,05 mm. Ak polomer zakrivenia nepresiahne 0,0004d, potom sa korekčný faktor pre mäkkosť prednej hrany berie rovný jednej. Pre d ≥ 125 mm je táto podmienka splnená. Drsnosť povrchu otvoru by nemala presiahnuť 10 -5 d.

Hrúbka membrány E musí byť v rozsahu do 0,05 D. Hrúbka sa určuje z podmienky bez deformácie vplyvom Δp pri známej medze klzu materiálu.

Dĺžka valcovej časti otvoru membrány musí byť v rozsahu od 0,005D do 0,02D, ak hrúbka presahuje poslednú číslicu, potom sa zo strany vytvorí kužeľová plocha s uhlom skosenia 45 ± 15 °. výstupného konca.

Ryža. 1. :

a - cez samostatné otvory; b - z prstencových komôr (uhlové metódy); c - cez otvory v prírubách (prírubová metóda s l1 = l2 = 25,4 mm, s tromi polomermi - s l1 = D a l2 = 0,5D)

Výber tlakov p1 a p2 pri uhlovej metóde sa vykonáva buď cez samostatné valcové otvory (obr. 1, a), alebo z dvoch prstencových komôr, z ktorých každá je spojená s vnútornou dutinou potrubia prstencovou štrbinou, resp. skupina otvorov rovnomerne rozmiestnených po obvode (obr. 1, b). Konštrukcia výberových zariadení pre membrány a dýzy je rovnaká. Otvorové zariadenia s prstencovými komorami sú pohodlnejšie na obsluhu, najmä v prípade lokálnych porúch prúdenia, pretože prstencové komory zabezpečujú vyrovnanie tlaku po obvode potrubia, čo umožňuje presnejšie merať pokles tlaku so skrátenými rovnými úsekmi. potrubia.?

Pri prírubových a troch polomerových metódach tlakového napichovania sa rozdiel meria cez samostatné valcové otvory umiestnené vo vzdialenosti v prvom prípade l1 = l2 = 25,4 mm a v druhom prípade l1 = D a l2 = 0,5 D od rovín bránice (obr. 1, c ). Prietokový koeficient C závisí od spôsobu tlakovej extrakcie.

O inštalácia zužovacích zariadení je potrebné dodržať množstvo podmienok ovplyvňujúcich chybu merania.

Obmedzovacie zariadenie v potrubí by mala byť kolmá na os potrubia. V prípade membrán by nekolmosť nemala presiahnuť 1°. Os zužovacieho zariadenia sa musí zhodovať s osou potrubia.

2D rez potrubia pred a za zužovacím zariadením musí byť valcový, hladký, nesmie mať žiadne rímsy, ako aj okom viditeľné nárasty a nerovnosti od nitov, zvarov a pod.

Dôležitou podmienkou je potreba zabezpečiť stály prietok toku pred a po vstupe do zužovacieho zariadenia. Takýto tok je zabezpečený prítomnosťou priamych úsekov potrubia určitej dĺžky pred a za zužovacím zariadením. V týchto priestoroch by nemali byť inštalované žiadne zariadenia, ktoré môžu skresliť hydrodynamiku prúdenia na vstupe alebo výstupe z obmedzovača. Dĺžka týchto úsekov by mala byť taká, aby sa deformácie toku spôsobené kolenami, ventilmi, T-kusmi mohli vyrovnať skôr, ako sa tok priblíži k zužovaciemu zariadeniu. Zároveň je potrebné mať na pamäti, že skreslenia prúdenia pred zužovacím zariadením sú výraznejšie a za ním oveľa menej, preto sa za CS odporúča inštalovať posúvače a ventily, najmä regulačné. Dĺžka L K priameho úseku pred zužovacím zariadením závisí od relatívneho priemeru

Priemer potrubia D a typ miestneho odporu umiestneného pred priamym úsekom, L K1 / D \u003d a k + b k sk, kde a k, b k, c k sú konštantné koeficienty v závislosti od typu miestneho odporu. Ich hodnota a najmenšie hodnoty L K1 /D pre deväť typov lokálnych odporov sú uvedené v tabuľke. 1.

Tabuľka 1. Najmenšie relatívne dĺžky lineárneho úseku k membráne

Meno miestneho

odpor

Odds

Uzatvárací ventil, guľový ventil s rovnakým priemerom

Korkový kohútik

Uzatvárací kohút, ventil

tlmič

zmäteč

Symetrické ostré zúženie

Difúzor

Symetrické ostré rozšírenie

Jedno koleno

Je povolené skrátiť dĺžku lineárneho úseku po SS na polovicu, ale v tomto prípade bude dodatočná chyba k koeficientu odtoku ±0,5%.

Je potrebné, aby riadené médium vyplnilo celý prierez potrubia a fázový stav látky by sa pri prechode cez zužovacie zariadenie nemal meniť. V blízkosti otvoru sa nesmie hromadiť kondenzát, prach, plyny alebo usadeniny unikajúce z kontrolovaného prostredia.

Diferenčný tlakomer je pripojený k zužovaciemu zariadeniu dvoma spojovacími vedeniami ( impulzné trubice ) s vnútorným priemerom najmenej 8 mm. Dĺžka spojovacích vedení do 50 m je povolená, avšak vzhľadom na možnosť veľkej dynamickej chyby sa neodporúča používať vedenia dlhšie ako 15 m.

Pre správne meranie prietoku sa musí pokles tlaku na vstupe diferenčného tlakomera rovnať poklesu tlaku vyvinutému obmedzovačom, t.j. rozdiel od zužovacieho zariadenia k diferenčnému tlakomeru musia byť prenášané bez skreslenia.

To je možné, ak je tlak vytvorený stĺpcom média v oboch spojovacích rúrach rovnaký. V reálnych podmienkach môže byť táto rovnosť narušená. Napríklad pri meraní prietoku plynu môže byť dôvodom nerovnomerné hromadenie kondenzátu v spojovacích potrubiach a pri meraní prietoku kvapaliny naopak hromadenie vznikajúcich bublín plynu. Aby sa tomu zabránilo, spojovacie vedenia musia byť buď zvislé alebo naklonené so sklonom najmenej 1:10, so zberačmi kondenzátu alebo plynu na koncoch šikmých častí. Okrem toho by mali byť obe impulzné trubice umiestnené vedľa seba, aby sa zabránilo ich nerovnomernému zahrievaniu alebo ochladzovaniu, čo môže viesť k nerovnomernej hustote kvapaliny, ktorá ich napĺňa, a tým k ďalšej chybe. Pri meraní prietoku pary je dôležité zabezpečiť, aby hladiny kondenzátu v oboch impulzných trubiciach boli rovnaké a konštantné, čo sa dosiahne použitím vyrovnávacích nádob.

K jednému zužovaciemu zariadeniu je možné pripojiť viacero diferenčných tlakomerov. V tomto prípade je dovolené pripojiť spojovacie vedenia jedného diferenčného tlakomera k spojovacím vedeniam iného.

Pri meraní prietoku kvapaliny diferenčný tlakomer sa odporúča inštalovať pod škrtiace zariadenie 1, ktoré vylučuje vniknutie plynu do pripojovacích potrubí a diferenčný tlakomer, ktorý sa môže uvoľniť z prúdiacej kvapaliny (obr. 2, a).

Ryža. 2. Schéma spojovacích vedení pri meraní prietoku kvapaliny s inštaláciou diferenčného tlakomera pod (a) a nad (6) zužovacím zariadením:

1 - zužovacie zariadenie; 2 - uzatváracie ventily; 3 - preplachovací ventil; 4 - zberače plynu; 5 - separačné nádoby

Pri vodorovných a šikmých potrubiach musia byť spojovacie potrubia napojené cez uzatváracie ventily 2 na spodnú polovicu potrubia (nie však v najnižšej časti), aby sa zabránilo vniknutiu plynu alebo zrážok z potrubia do potrubí. Ak je napriek tomu diferenčný tlakomer inštalovaný nad zužovacím zariadením (obr. 2, b), potom je potrebné v najvyšších bodoch spojovacích potrubí inštalovať zberače plynu 4 s preplachovacími ventilmi. Ak sa spojovacie vedenie skladá z oddelených úsekov (napríklad pri obchádzaní prekážky), potom sú zberače plynu inštalované v najvyššom bode každého úseku. Pri inštalácii diferenčného tlakomera nad škrtiacim zariadením sa potrubia v jeho blízkosti ukladajú s prispôsobivým ohybom, ktorý klesá pod potrubie najmenej o 0,7 m, aby sa znížila možnosť vstupu plynu do spojovacích potrubí z potrubia. Spojovacie vedenia sa preplachujú cez ventily 3.?

Pri meraní prietoku agresívnych médií v spojovacích potrubiach čo najbližšie k zužovaciemu zariadeniu, oddeľujúce nádoby 5. Spojovacie vedenia medzi separačnou nádobou a diferenčným tlakomerom a čiastočne aj samotnou nádobou sú naplnené neutrálnou kvapalinou, ktorej hustota je väčšia ako hustota meraného agresívneho média. Zvyšok nádoby a vedenie až po zužovacie zariadenie sú naplnené kontrolovaným médiom. Preto sa rozhranie medzi kontrolovaným médiom a separačnou kvapalinou nachádza vo vnútri nádoby a úrovne rozhrania v oboch nádobách musia byť rovnaké.

Separačná kvapalina je volená tak, aby chemicky neinteragovala s kontrolovaným médiom, nemiešala sa s ním, netvorila usadeniny a nebola agresívna voči materiálu nádob, spojovacích potrubí a diferenčného tlakomera. Ako separačná kvapalina sa najčastejšie používa voda, minerálne oleje, glycerín, zmesi voda-glycerín.

Pri meraní prietoku plynu diferenčný tlakomer sa odporúča inštalovať nad škrtiacim zariadením tak, aby kondenzát vznikajúci v spojovacích potrubiach mohol odtekať do potrubia (obr. 3, a).

Ryža. 3. Schéma spojovacích vedení pri meraní prietoku plynu s inštaláciou diferenčného tlakomera nad (a) a pod (b) zužovacím zariadením:

1 - zužovacie zariadenie; 2 - uzatváracie ventily; 5 - preplachovací ventil; 4 - zberač kondenzátu

Spojovacie vedenia musia byť pripojené cez uzatváracie ventily 2 k hornej polovici zužovacieho zariadenia, je žiaduce ich položiť vertikálne. Ak nie je možné vertikálne uloženie spojovacích potrubí, mali by byť uložené so sklonom k potrubiu alebo zberačom kondenzátu 4. Podobné požiadavky musia byť splnené, keď je diferenčný tlakomer umiestnený pod škrtiacim zariadením (obr. 3, b). Pri meraní prietoku agresívneho plynu musia byť v spojovacích potrubiach zahrnuté separačné nádoby.

Pri meraní prietoku prehriatej vodnej pary neizolované spojovacie vedenia sú naplnené kondenzátom. Hladina kondenzátu a jeho teplota v oboch potrubiach musia byť rovnaké pri akomkoľvek prietoku.

Aby sa stabilizovali horné hladiny kondenzátu v oboch prípojných potrubiach, sú inštalované v blízkosti zužovacieho zariadenia Nárazové kondenzačné nádoby . Účel vyrovnávacích nádob možno vysvetliť pomocou obr. 4.

Ryža. 4. :

a-c - stupne merania tlakového rozdielu

Predpokladajme, že pri absencii vyrovnávacích nádob a určitého prietoku pary je hladina kondenzátu v oboch impulzných trubiciach rovnaká. So zvýšením prietoku na zužovacom zariadení sa tlaková strata zvyšuje, čo núti spodnú membránovú skrinku stlačiť a hornú roztiahnuť (obr. 4, b). V dôsledku zmeny objemov boxov bude kondenzát z impulznej trubice „plus“ prúdiť do spodnej, „plus“ komory diferenčného tlakomera, čo povedie k zníženiu hladiny v nej o hodnotu h. . Z hornej, „mínusovej“ komory diferenčného tlakomera bude kondenzát vytláčaný do impulznej rúrky a do parovodu, výška stĺpca kondenzátu však zostane nezmenená. Výsledný rozdiel hladín kondenzátu vytvára pokles tlaku, ktorý znižuje pokles tlaku v otvore. Preto budú hodnoty prietokomeru podhodnotené. Je ľahké vidieť, že absolútna chyba merania sa bude zvyšovať s rastúcimi zmenami prietoku.

Je zrejmé, že chyba môže byť znížená znížením h. Na tento účel sú na koncoch impulzných rúrok inštalované vyrovnávacie nádoby na kondenzát (obr. 5) - horizontálne umiestnené valce veľkého prierezu. Keďže prierez týchto nádob je veľký, prietok kondenzátu z nich len málo zmení svoju hladinu, takže rozdiel nameraný diferenčným tlakomerom možno považovať za rovný rozdielu v zužovacom zariadení.

Pri meraní prietoku pary by mal byť diferenčný tlakomer umiestnený pod škrtiacim zariadením 1 a nárazovými nádobami 2 (obr. 5, a), aby sa uľahčilo odvádzanie vzduchu zo spojovacích potrubí.

Ryža. 5. Schéma pripojovacích vedení pri meraní prietoku pary s inštaláciou diferenčného tlakomera pod (a) a nad (b) zužovacím zariadením Obr.

1 - zužovacie zariadenie; 2 - vyrovnávacie nádoby; 3, 4 - uzatváracie a preplachovacie ventily; 5 - zberač plynu

Diferenčný tlakomer je dovolené umiestniť nad škrtiacim zariadením, avšak v tomto prípade je potrebné namontovať zberače plynu 5 (obr. 5, b), pozície 3.4 - uzatváracie a preplachovacie ventily v hornom bode prípojky. linky.

Na meranie prietoku a množstva kvapalín, plynov a pary v kruhových potrubiach (na akomkoľvek mieste) je možné použiť štandardné clonové zariadenia spolu s diferenčnými tlakomermi.

Ak je potrebné použiť zužovacie zariadenia na potrubiach malého priemeru, musia byť podrobené individuálnemu odstupňovaniu, t.j.

Experimentálne stanovenie závislosti

Najbežnejších je osem variantov typov CS: membrány s uhlovým, prírubovým a trojrozmerným spôsobom tlakovej extrakcie, dýzy ISA 1932, Venturiho rúrky s opracovanými a neupravenými kónickými časťami sú krátke a dlhé, Venturiho dýzy sú krátke a dlhé. Štandardné membrány sa používajú za podmienky 0,2 a tryska Ven-

turi - at. Konkrétny typ obmedzovača sa volí vo výpočte v závislosti od podmienok použitia, požadovanej presnosti a prípustnej tlakovej straty.

Aby sa zachovala geometrická podobnosť, riadiace systémy musia byť vyrobené v súlade s požiadavkami na najbežnejšie zužovacie zariadenia - membrány znázornené na obr. 12.4. Konce membrány musia byť ploché a navzájom rovnobežné. Drsnosť čelnej plochy v rámci D by nemala byť väčšia, výstupná časť by mala mať drsnosť do 0,01 mm. Ak sa membrána používa na meranie prietoku v oboch smeroch, potom musia byť oba konce opracované s drsnosťou nie väčšou ako, v tomto prípade nedochádza ku kužeľovej expanzii a hrany na oboch stranách musia byť ostré s polomerom zakrivenie nie väčšie ako 0,05 mm. Ak polomer zakrivenia nepresiahne 0,0004d, potom sa korekčný faktor pre mäkkosť prednej hrany berie rovný jednej. Nech je táto podmienka splnená. Drsnosť povrchu otvoru by nemala presiahnuť

Ryža. 12.4. Spôsoby výberu tlaku:

a - cez samostatné otvory; b - z prstencových komôr (uhlové metódy); c - cez otvory v prírubách (prírubová metóda s l1 = l2 = 25,4 mm, s tromi polomermi - s l1 = D a l2 = 0,5D)

Hrúbka membrány E musí byť v rozsahu do 0,05D, hrúbka sa určuje z podmienky bez deformácie vplyvom Δpv pri známej medze klzu materiálu. Ak je skutočná hrúbka membrány menšia ako vypočítaná, potom sa chyba δЕ pripočíta k chybe stanovenia koeficientu odtoku (12.18).

Dĺžka valcovej časti otvoru membrány by mala byť v rozsahu od 0,005D do 0,02D; ak hrúbka presahuje poslednú číslicu, potom sa zo strany výstupného konca vytvorí kužeľová plocha s uhlom skosenia 45 ± 15 °.

Výber tlakov p1 a p2 uhlovou metódou sa vykonáva buď cez samostatné valcové otvory (obr. 12.4, a), alebo z dvoch prstencových komôr, z ktorých každá je spojená s vnútornou dutinou potrubia prstencovou štrbinou, resp. skupina otvorov rovnomerne rozmiestnených po obvode (obr. 12.4, b). Konštrukcia výberových zariadení pre membrány a dýzy je rovnaká. Otvorové zariadenia s prstencovými komorami sú pohodlnejšie na obsluhu, najmä v prípade lokálnych porúch prúdenia, pretože prstencové komory zabezpečujú vyrovnanie tlaku po obvode potrubia, čo umožňuje presnejšie meranie poklesu tlaku so zníženými rovnými časťami potrubia.

Pri prírubových a troch polomerových tlakových metódach sa rozdiel meria cez samostatné valcové otvory umiestnené vo vzdialenosti v prvom prípade
mm, a v druhej z rovín membrány (obr. 12.4, c). Prietokový koeficient C závisí od spôsobu tlakovej extrakcie.

Pri inštalácii zužovacích zariadení je potrebné dodržať množstvo podmienok, ktoré ovplyvňujú chybu merania.

Zužovacie zariadenie v potrubí musí byť umiestnené kolmo na os potrubia. V prípade membrán by nekolmosť nemala presiahnuť 1°. Os zužovacieho zariadenia sa musí zhodovať s osou potrubia. Posun osi otvoru zužovacieho zariadenia vzhľadom na os potrubia by nemal presiahnuť Ak posunutie osi presiahne špecifikovanú hodnotu, ale menej, potom sa k chybe koeficientu odtoku v (12.18) pripočíta δex = 0,3 %. Ak posunutie nápravy prekročí špecifikovanú hraničnú hodnotu, potom nie je povolená inštalácia riadiaceho systému.

2D rez potrubia pred a za zužovacím zariadením musí byť valcový, hladký, nesmie mať žiadne rímsy, ako aj okom viditeľné nárasty a nerovnosti od nitov, zvarov a pod. Potrubie sa považuje za valcové, ak odchýlka priemeru nepresiahne jeho priemernú hodnotu. V opačnom prípade, ak vo vzdialenosti lh od SS výška rímsy h spĺňa dve podmienky

potom sa k chybe odtokového koeficientu pripočíta δh = 0,2 %.

Dôležitou podmienkou je potreba zabezpečiť stály prietok toku pred a po vstupe do zužovacieho zariadenia. Takýto tok je zabezpečený prítomnosťou priamych úsekov potrubia určitej dĺžky pred a za zužovacím zariadením. V týchto priestoroch by nemali byť inštalované žiadne zariadenia, ktoré môžu skresliť hydrodynamiku prúdenia na vstupe alebo výstupe z obmedzovača. Dĺžka týchto úsekov by mala byť taká, aby sa deformácie toku spôsobené kolenami, ventilmi, T-kusmi mohli vyrovnať skôr, ako sa tok priblíži k zužovaciemu zariadeniu. Zároveň je potrebné mať na pamäti, že deformácie prietoku pred zužovacím zariadením sú výraznejšie a oveľa menej za ním, preto ventily

Tabuľka 12.2

Najmenšie relatívne dĺžky lineárneho úseku k membráne

№	Názov miestneho odporu	Odds			R
№	Názov miestneho odporu	ak	TO	ck	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,75	0,8
1	Uzatvárací ventil, guľový ventil s rovnakým priemerom	11,5	82	6,7	12	12	12	13	15	19	24	30
2	Korkový kohútik	14,5	30,5	2,0	16	18	20	23	26	30	A	34
3	Uzatvárací kohút, ventil	17,5	64,5	4,1	18	18	19	22	26	A	38	44
4	tlmič	21,0	38,5	1,4	25	29	32	36	40	45	4/	50
5	zmäteč	5,0	114	6,8	5	5	6	6	O	16	11	zi
6	Symetrické ostré zúženie	30,0	0,0	0,0	30	30	30	30	30	30	30	30
7	Difúzor	16,0	185	7,2	16	16	17	18	21	31	40	E4
8	Symetrické ostré rozšírenie	47,5	54,5	1,8	51	54	58	64	70	77	80	84
9	Jedno koleno	10,0	113	5,2	10	11	11	14	18	28	36	46

a ventily, najmä regulačné ventily, sa odporúča inštalovať za CS. Dĺžka Lk priameho úseku pred zužovacím zariadením závisí od relatívneho priemeru β, priemeru potrubia D a typu lokálneho odporu umiestneného pred priamym úsekom,

Konštantné koeficienty v závislosti od typu lokálneho odporu. Ich hodnota a najmenšie hodnoty Lk1/D pre deväť typov lokálnych odporov sú uvedené v tabuľke. 12.2.

Takže pre typ lokálneho odporu "Ventil, guľový ventil s plným otvorom" pri, at Dĺžka rovného úseku L2 po zužovacom zariadení závisí len od čísla For a pri = 0,8, Je povolené zmenšiť dĺžku priamych úsekov pred SS na hodnotu, ktorá spôsobí dodatočnú chybu δL, ktorá nepresiahne ±1 %. Chyba sa sčíta s hodnotou δс0 a vypočíta sa podľa vzorca

kde je pomer skutočnej dĺžky priameho úseku k vypočítanej. Presnosť podľa

Je povolené skrátiť dĺžku lineárneho úseku po SS na polovicu, ale v tomto prípade bude dodatočná chyba koeficientu odtoku

Diferenčný tlakomer je pripojený k zužovaciemu zariadeniu dvoma spojovacími vedeniami (impulznými rúrkami) s vnútorným priemerom minimálne 8 mm. Dĺžka spojovacích vedení do 50 m je povolená, avšak vzhľadom na možnosť veľkej dynamickej chyby sa neodporúča používať vedenia dlhšie ako 15 m.

Pre správne meranie prietoku sa musí pokles tlaku na vstupe diferenčného tlakomera rovnať poklesu tlaku vyvinutému obmedzovačom, t.j. rozdiel zo zužovacieho zariadenia na diferenčný tlakomer musí byť prenášaný bez skreslenia.

Pri meraní prietoku kvapaliny sa odporúča inštalovať pod škrtiacim zariadením 1 diferenčný tlakomer, ktorý zabráni vstupu plynu do spojovacích potrubí a diferenčný tlakomer, ktorý sa môže uvoľniť z pretekajúcej kvapaliny (obr. 12.5, obr. a).

Ryža. 12.5. Schéma spojovacích vedení pri meraní prietoku kvapaliny s inštaláciou difmatometra pod (i) a nad (b) zužovacím zariadením:

1 - zužovacie zariadenie; 2 - uzatváracie ventily; 3 - preplachovací ventil; 4 - zberače plynu;

5 - separačné nádoby

Pri vodorovných a šikmých potrubiach musia byť spojovacie potrubia napojené cez uzatváracie ventily 2 na spodnú polovicu potrubia (nie však v najnižšej časti), aby sa zabránilo vniknutiu plynu alebo zrážok z potrubia do potrubí. Ak je diferenčný tlakomer stále inštalovaný nad škrtiacim zariadením (obr. 12.5, b), potom musia byť v najvyšších bodoch spojovacích potrubí nainštalované zberače plynu 4 s preplachovacími ventilmi. Ak sa spojovacie vedenie skladá z oddelených úsekov (napríklad pri obchádzaní prekážky), potom sú zberače plynu inštalované v najvyššom bode každého úseku. Pri inštalácii diferenčného tlakomeru nad škrtiacim zariadením sa potrubia v jeho blízkosti ukladajú s ohybom v tvare U, ktorý klesá pod potrubie najmenej o 0,7 m, aby sa znížila možnosť vstupu plynu z potrubia do spojovacích potrubí. Spojovacie vedenia sa preplachujú cez ventily 3.

Pri meraní prietoku agresívnych médií v spojovacích potrubiach sa čo najbližšie k zužovaciemu zariadeniu inštalujú oddeľovacie nádoby 5. Spojovacie potrubia medzi oddeľovacou nádobou a diferenčným tlakomerom a samotná nádoba sú čiastočne naplnené neutrálnym kvapalina, ktorej hustota je väčšia ako hustota meraného agresívneho média. Zvyšok nádoby a vedenie až po zužovacie zariadenie sú naplnené kontrolovaným médiom. Preto sa rozhranie medzi kontrolovaným médiom a separačnou kvapalinou nachádza vo vnútri nádoby a úrovne rozhrania v oboch nádobách musia byť rovnaké.

Pri meraní prietoku plynu sa odporúča inštalovať diferenčný tlakomer nad škrtiacim zariadením, aby kondenzát vytvorený v spojovacích potrubiach mohol odtekať do potrubia (obr. 12.6, a). Spojovacie vedenia musia byť pripojené cez uzatváracie ventily 2 k hornej polovici zužovacieho zariadenia, je žiaduce ich položiť vertikálne. Ak nie je možné vertikálne uloženie spojovacích potrubí, mali by byť uložené so sklonom k potrubiu alebo zberačom kondenzátu 4. Podobné požiadavky musia byť splnené, keď je diferenčný tlakomer umiestnený pod škrtiacim zariadením (obr. 12.6, b). Pri meraní prietoku agresívneho plynu musia byť v spojovacích potrubiach zahrnuté separačné nádoby.

Ryža. 12.6. Schéma prepojovacích potrubí pri meraní prietoku plynu s inštaláciou diferenčného tlakomera nad (i) a pod (b) zužovacím zariadením:

1 - zužovacie zariadenie; 2 - uzatváracie ventily; 3 - preplachovací ventil; 4 - zberač kondenzátu

Ryža. 12.7. Schéma vysvetľujúca účel nárazových nádob na kondenzát pri meraní prietoku pary:

a-c - stupne merania tlakového rozdielu

Pri meraní prietoku prehriatej vodnej pary sa neizolované spojovacie vedenia plnia kondenzátom. Hladina kondenzátu a jeho teplota v oboch potrubiach musia byť rovnaké pri akomkoľvek prietoku.

Aby sa stabilizovali horné hladiny kondenzátu v oboch spojovacích potrubiach, sú v blízkosti obmedzovača inštalované vyrovnávacie nádoby kondenzátu. Účel vyrovnávacích nádob možno vysvetliť pomocou obr. 12.7. Predpokladajme, že pri absencii vyrovnávacích nádob a určitého prietoku pary je hladina kondenzátu v oboch impulzných trubiciach rovnaká. So zvyšujúcim sa prietokom na zužovacom zariadení sa tlaková strata zvyšuje, čo núti spodnú membránovú skrinku stlačiť a hornú natiahnuť (obr. 12.7, b). V dôsledku zmeny objemov boxov bude kondenzát z impulznej trubice „plus“ prúdiť do spodnej, „plus“ komory diferenčného tlakomera, čo povedie k zníženiu hladiny v nej o hodnotu h. . Z hornej, „mínusovej“ komory diferenčného tlakomera bude kondenzát vytláčaný do impulznej rúrky a do parovodu, výška stĺpca kondenzátu však zostane nezmenená. Výsledný rozdiel hladín kondenzátu vytvára pokles tlaku hρg, ktorý znižuje pokles tlaku v zužovacom zariadení. Na diferenčný tlakomer bude teda pôsobiť rozdiel, t.j. hodnoty prietokomeru budú príliš nízke. Je ľahké vidieť, že absolútna chyba merania sa bude zvyšovať s rastúcimi zmenami prietoku.

Je zrejmé, že chyba môže byť znížená znížením h. Na tento účel sú na koncoch impulzných rúrok inštalované vyrovnávacie kondenzačné nádoby (obr. 12.8) - vodorovne umiestnené valce veľkého prierezu. Keďže prierez týchto nádob je veľký, odtok kondenzátu z nich len málo zmení svoju úroveň, takže rozdiel Δpd, meraný diferenčným tlakomerom, možno považovať za rovný rozdielu v zužovacom zariadení.

Ryža. 12.8. Schéma prepojovacích potrubí pri meraní prietoku pary diferenčným tlakomerom inštalovaným pod (a) a nad (b) zužovacím zariadením:

1 - zužovacie zariadenie; 2 - vyrovnávacie nádoby; 3, 4 - uzatváracie a preplachovacie ventily;

V tomto odseku sú uvedené základné informácie o spôsobe výpočtu zužovacích zariadení na meranie prietoku kvapaliny, plynu a pary zloženie plynu v objemových percentách, relatívna alebo absolútna vlhkosť plynu, hustota suchej časti plynu vlhký plyn v normálnom stave a priemerný lokálny barometrický tlak. Na základe zadanej úlohy sa určia chýbajúce údaje pre výpočet (§ 14-3, 14-5 a 14-6).

Úloha na výpočet zužovacieho zariadenia musí obsahovať aj potrebné informácie o úseku potrubia, kde bude zužovacie zariadenie inštalované (§ 14-7). Ak vlastnosti meraného média neumožňujú priame pripojenie diferenčného tlakomera k zužovaciemu zariadeniu a vyžadujú použitie separačných nádob (§ 14-7), potom by tento údaj mal byť zahrnutý aj v úlohe pre výpočet zužovacieho zariadenia. .

V závislosti od úlohy a požiadaviek na meranie prietoku látky sa volí typ zužovacieho zariadenia a diferenčného tlakomera s čítacím zariadením alebo vybaveného vysielacím prevodníkom pre prevádzku v spojení so sekundárnym zariadením, s informačným alebo riadiacim počítačom.

Pri meraní prietoku látky v miestnosti s nebezpečenstvom požiaru a výbuchu musia diferenčné tlakomery, ktoré spotrebúvajú elektrickú energiu, spĺňať požiadavky príslušných regulačných dokumentov.

Tlak média, ktorého prietok sa musí merať, nesmie presiahnuť maximálny povolený pretlak zvoleného diferenčného tlakomera.

Limitná nominálna tlaková strata diferenčného tlakomera musí byť vybraná z počtu čísel nastavených pre toto zariadenie v súlade s GOST 18140-77. Pre niektoré typy

diferenčné tlakomery sú uvedené v kap. 12. Zároveň je potrebné mať na pamäti, že čím väčšia je zvolená tlaková strata, tým menšia bude hodnota obmedzovacieho zariadenia na meranie daného prietoku. So znížením sa presnosť meraní zvyšuje a oblasť merania sa rozširuje bez korekcie na vplyv Reynoldsových čísel na membránach. Súčasne sa s poklesom zmenšujú požadované dĺžky priamych úsekov potrubia, znižuje sa vplyv odchýlok skutočného priemeru potrubia od priemeru prijatého pri výpočte a požiadavky na presnosť inštalácie. zužovacieho zariadenia sú znížené. Je však potrebné vziať do úvahy, že s poklesom sa tlaková strata v zúženom zariadení zvyšuje.

Ak je nastavená prípustná tlaková strata v zužovacom zariadení, tak zvoľte takú maximálnu hodnotu a zároveň a (viď obr. 14-2-11), pri ktorej by tlaková strata mala zostať menšia ako prípustná.

Horná hranica merania diferenčného tlakomera sa volí podľa daného maximálneho merateľného prietoku tak, aby normovaná hodnota prevzatá z radu uvedených v § 12-1 bola najbližšia väčšia vo vzťahu k hodnote

Vzorce potrebné na výpočet obmedzovača vyplývajú z prietokových rovníc (14-6-1) a (14-6-2). Po transformáciách dostaneme:

V týchto vzorcoch najväčší pokles tlaku v clone pri prietoku Pri použití zvona s pružinovým vyvážením, prstenca s uzavretou prstencovou rúrkou, membránového alebo vlnovcového diferenčného tlakomera sa pokles tlaku rovná zvolenému medznému menovitému tlaku. pokles Pri výpočte najväčšieho poklesu tlaku v clone pomocou limitného menovitého poklesu tlaku plavákového diferenčného tlakomera je potrebné vziať do úvahy hustotu média nad pracovnou kvapalinou zariadenia (§ 12-4 a 14-6) .

Ak je podľa zadania meraným médiom kvapalina, potom sa korekčný faktor zahrnutý vo vzorcoch (14-9-1) a (14-9-2) rovná jednej. Pri meraní prietoku plynu alebo pary sa na určenie korekčného faktora 6 okrem známych hodnôt uvádza aj hodnota

Výpočet sa robí metódou postupných aproximácií.

V prvej fáze výpočtu pre definíciu môžete nastaviť hodnotu, napríklad brať ju rovnú pre membránu a pre dýzu alebo Venturiho dýzu, ktorá zodpovedá

najčastejšie používané hodnoty Potom, keď poznáte všetky potrebné hodnoty, môžete nájsť približnú hodnotu z nomogramov

Dosadením do vzorca (14-9-1) alebo (14-9-2) zistenou približnou hodnotou a hodnotami iných známych veličín sa v prvej aproximácii určí súčin. Podľa hodnoty výrobku, nájdete ich z obr. 14-9-1 pre membránu a obr. 14-9-2 - pre dýzu a Venturiho dýzu, v prvom priblížení, hodnota prietokového koeficientu Hodnota zodpovedajúca zistenej hodnote je určená vzorcom

Ďalej sa určuje Reynoldsovo číslo (§ 14-3) pri prietoku rovnajúcom sa Ak vypočítaná hodnota pre získaný modul (pozri obr. 14-3-7 a 14-3-8), potom s akceptovanými parametrami prietokomeru nie je možné touto metódou merať prietok. Ak áno, vo výpočte sa môže pokračovať. Vo všetkých prípadoch je na zlepšenie presnosti meraní žiaduce mať (tabuľka 14-3-1).

Potom sa pre hodnotu získanú v prvej aproximácii určí korekčný faktor, ako je uvedené vyššie. Ak je potom zo známej hodnoty potrebné nájsť korekčný faktor pre drsnosť potrubia podľa obr. 14-3-9 pre membránu a podľa obr. 14-3-10 pre trysku a Venturiho trubicu. Pri výpočte clony je potrebné určiť aj korekčný faktor pre nedostatočnú ostrosť jej nábežnej hrany (obr. 14-3-11),

Získané hodnoty (pre dýzu a Venturiho dýzu umožňujú v druhej aproximácii nájsť koeficient prietoku a hodnotu modulu podľa vzorca

Podľa vypočítanej hodnoty sa nájdu zodpovedajúce hodnoty množstiev a určia sa v tretej aproximácii podľa vzorca

Potom sa zistia hodnoty modulo a určia sa. Ak sa koeficient prietoku líši len od štvrtého desatinného miesta, vypočítanú hodnotu možno považovať za konečnú, t. j. berieme ju ako rovnakú. V opačnom prípade pokračuje ďalšie spresňovanie modulu. Výsledná výsledná hodnota sa používa na určenie hodnôt, ako aj požadovanej hodnoty priemeru otvoru zužovacieho zariadenia, pri ktorej sa vypočítava (so štyrmi

Podobné články