Прибор, измеряющий расход, т е. количество вещества, проходящее в трубопроводах в единицу времени, называют расходомером

где e – поправочный множитель, учитывающий изменение плотности среды; а – коэффициент расхода, безразмерная величина, определяемая экспериментально, показывает, во сколько раз действительный расход отличается от теоретического; d – диаметр сужающего отверстия, м; ρ – плотность жидкости, кг/м3; Δр – перепад давления, создаваемый сужающим устройством, Па. Благодаря моноблочной конструкции процесс установки на измерительный участок трубопровода и ввода расходомеров в эксплуатацию относительно несложен. В комплект поставки расходомеров обычно входят присоединительные патрубки, предназначенные для вварки в трубопровод и габаритный эквивалент расходомера (Рис. 2.3). а в Рис. 2.3. Трубопровод: а – с эквивалентом расходомера, в – с расходомером При необходимости демонтажа расходомера, например для проведения периодической поверки на его место вновь устанавливается катушка вплоть до возврата прибора обратно на место эксплуатации. На рис. 2.4 представлен расходомер переменного перепада давления, принцип действия которого основан на зависимости от расхода вещества перепада давления, создаваемого неподвижным устройством, устанавливаемым в технологическом трубопроводе. Элементом, на котором формируется перепад давления является ОНТ (усовершенствованная трубка Пито). ОНТ создает перепад давления за счет перекрытия сечения измерительного трубопровода (ИТ) и действует как преграда движению вещества в трубопроводе. Рис. 2.4. Расходомер переменного перепада давлений с трубкой Пито Расходомер содержит в своём составе калиброванный участок трубопровода – врезную секцию (ВС), электронный блок (ЭБ), оборудованный клавиатурой и жидкокристаллическим дисплеем, платиновый термопреобразователь температуры (ПТ), преобразователи перепада давления (ППД), и абсолютного давления (ПД). Скорость среды уменьшается до нулевого значения по достижении передней по потоку поверхности ОНТ, создавая перед ОНТ зону повышенного давления. Статическое давление в трубопроводе в этой зоне увеличивается на величину давления напора. ОНТ принимает это давление через несколько фронтальных отверстий отбора, за которыми расположена камера высокого давления («плюсовая» камера ОНТ). «Плюсовая» камера соединена непосредственно с ППД. Десять отверстий отбора давления ОНТ расположены в центрах равновеликих по площади кольцевых участков в поперечном сечении ИТ. Большое количество отборных отверстий обеспечивает уменьшение влияния на осредненное значение давлений  искажений профиля скоростей потока, вызываемое наличием местных сопротивлений на ИТ до и после расходомера, а также снижает риск высоких погрешностей измерения расхода при засорении нескольких из отверстий. Поплавковый расходомер с дисковым или дисково-цилиндрическим поплавком состоит из следующих основных элементов: конического седла, поплавка, демпфера, корпуса прибора и пишущего или указывающего устройства. Поплавковые расходомеры часто имеют демпферное устройство. Обычно это поршень, связанный штоком с поплавком и движущийся в цилиндре, заполненном конденсатом. Поплавковые расходомеры с коническим поплавком, в отличие от ротаметров, не имеют конической трубки или конического седла. Изменение площади кольцевого отверстия для прохода потока достигается здесь за счет конической формы самого поплавка, перемещающегося в круглом отверстии, образованном в седле дискового типа.  Дифманометры колокольные. Чувствительным элементом колокольного дифманометра является колокол, помещенный в сосуд, заполненный затворной жидкостью (обычно трансформаторным маслом). Большее давление подводится в пространство под колоколом, меньшее — в пространство над колоколом. Под действием измеряемой разности давлений колокол выходит из состояния равновесия и перемещается до тех пор, пока сумма выталкивающей силы и разности давлений на дно колокола, умноженной на его площадь, не станет равной весу колокола. Высота перемещения колокола пропорциональна измеряемой разности давлений и служит ее мерой, а следовательно, и мерой расхода. Основным достоинством колокольных дифманометров является высокая чувствительность, что определило их широкое применение для измерения расходов газа, находящегося при малом статическом давлении. Принцип работы мембранного счетчика (Рис. 2.5) основан на перемещении подвижных перегородок (мембран) камер при поступлении газа в счетчик. Впуск и выпуск газа, расход которого необходимо измерить, вызывает переменное перемещение мембран и через систему рычагов и редуктор приводит в действие счетный механизм. Мембранные счетчики отличаются большим диапазоном измерения до 1:100, но рассчитаны для работы при низком давлении газа, как правило не более 0,5 кгс/см2. Мембранные счетчики в основном предназначены для измерения расхода газа в домах, котеджах. Мембранные счетчики работают бесшумно, они не требуют смазки во время эксплуатации. Однако при больших расходах более 25 м3/ч размеры счетчиков становятся довольно большими. Сильфонные дифманометры. Чувствительным элементом этих дифманометров являются размещаемый в измерительной коробке прибора тонкостенный гофрированный стакан (сильфон) и упирающаяся в него винтовая пружина. Большее давление подводится в пространство, окружающее сильфон, меньшее — внутрь сильфона. Под действием измеряемой разности давлений сильфон сжимается, величина деформации сильфона служит мерой разности давлений, а следовательно, и расхода. Характеристика сильфона (зависимость хода от усилия) линейна в значительном диапазоне воздействующих на него усилий. Как мембранные, так и сильфонные дифманометры характерны тем, что величина деформации, служащая мерой расхода, не зависит от удельного веса вещества, заполняющего пространства снаружи и внутри чувствительных элементов. Рис. 2.5. Мембранный счетчик Расходомеры переменного перепада давления получили широкое распространение как в промышленных, так и в экспериментальных измерениях благодаря присущим данному способу измерения достоинствам, к которым 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. К недостаткам данного метода измерения следует отнести: а) некоторую потерю энергии потока; б) относительную 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. 2.2. РАСХОДОМЕРЫ ПОСТОЯННОГО ПЕРЕПАДА ДАВЛЕНИЯ Представителем расходомеров постоянного перепада давления является ротаметр. Расходомеры данного типа довольно широко применяются в системах автоматического контроля и регулирования в химической и топливной промышленности из-за конструктивной простоты; высокой чувствительности; возможности применения для измерения весьма малых расходов; возможности применения для измерения расхода агрессивных жидкостей и газов; простоты автоматизации измерений; незначительных потерь давления; постоянства относительной погрешности и вследствие этого значительного диапазона измерения Qmax/Qmim = 10:1 (для расходомеров переменного перепада он составляет 3:1). Принцип действия ротаметров основан на силовом взаимодействии потока и помещенного в него тела. Основными элементами ротаметра (Рис. 2.6), принципиально необходимыми для его работы, являются расширяющаяся кверху (по ходу вертикального потока) коническая трубка 1 и заключенный в нее поплавок 2. Поплавок состоит из нижней конической и средней цилиндрической части, заканчивающейся бортиком с косыми канавками. Назначение канавок - обеспечить устойчивое вращение поплавка при течении измеряемой среды, что необходимо для его центрирования относительно оси трубки. Рис. 2.6. Ротаметр При появлении потока измеряемой среды, возникающее гидродинамическое давление воздействует на поплавок и вызывает его вертикальное перемещение. При этом (в связи с конусностью трубки) изменяется площадь проходного сечения прибора, образованного диаметром буртика поплавка и внутренней стенкой трубки. Изменение площади происходит практически без изменения перепада давления по обе стороны поплавка. Поплавок будет подниматься до тех пор, пока его вес и вес связанных с ним элементом не уравновесит уменьшающееся (вследствие уменьшения скорости из-за увеличения проходного сечения) по мере подъема поплавка динамическое давление потока. Для использовании ротаметров в системах автоматического регулирования или контроля используются дополнительные устройства, преобразующие ход поплавка в пропорциональный механический, электрический или пневматический сигналы. Cхемы различных типов гидродинамических расходомеров, отличающихся друг от друга формой тела, воспринимающего гидродинамическое усилие и способом измерения гидродинамического усилия. Так, для расходомеров с поворотным крылом и поворотным диском мерой расхода является поворот крыла или диска относительно оси вращения. В расходомере с каплевидным телом обтекания мерой расхода является деформация упругой пружины, а следовательно, и осевое перемещение тела обтекания. Иногда и первые два типа гидродинамических расходомеров снабжаются упругими элементами в виде пластинчатых или струнных пружин. Достоинствами гидродинамических расходомеров являются их конструктивная простота, надежность и удобство обслуживания. Поршневые (золотниковые) расходомеры – третья группа расходомеров постоянного перепада давления, в которых роль поплавка выполняет перемещающийся во втулке поршень. Измеряемое вещество поступает в расходомер, приподнимает поршень и выходит через прорезь или окно во втулке. Поршень поднимается в зависимости от величины расхода вещества, открывая во втулке все большую часть окна. При этом перепад давления на поршне сохраняется постоянным. Можно выбрать форму прорези таким образом, чтобы получить необходимую зависимость между перемещением поршня и расходом измеряемой среды (например, линейную).  Достоинства поршневых расходомеров:  • возможность изменения предела измерения через изменение действующей на поршень массы груза;  • способность измерения среды, имеющей механические примеси. Однако расходомеры постоянного перепада давления имеют и существенные недостатки, препятствующие их массовому применению: необходимость индивидуальной градуировки на реальных измеряемых средах; существенные потери точности при измерении других сред, отличных от тех, на которых осуществлялась градуировка; непригодность для измерения больших расходов. 2.3. ТАХОМЕТРИЧЕСКИЕ РАСХОДОМЕРЫ Тахометрическими называются расходомеры и счетчики, имеющие подвижной, обычно вращающийся элемент, скорость движения которого пропорциональна объемному расходу. Они подразделяются на турбинные, шариковые, роторно-шаровые и камерные. Измеряя скорость движения подвижного элемента, получаем расходомер, а измеряя общее число оборотов (или ходов) его – счетчик количества (объем или массу) прошедшего вещества. Для создания тахометрического расходомера скорость движения элемента надо предварительно преобразовать в сигнал, пропорциональный расходу и удобный для измерения. В этом случае необходим двухступенчатый преобразователь расхода. Его первая ступень – турбинка, шарик или другой элемент, скорость движения которого пропорциональна объемному расходу, а вторая ступень – тахометрический преобразователь, вырабатывающей измерительный сигнал, обычно частоту электрических импульсов, пропорциональную скорости движения тела. Здесь измерительным прибором будет электрический частотомер: цифровой или аналоговый. Если его дополнить счетчиком электрических импульсов, то получим наряду с измерением расхода также и измерение количества прошедшего вещества. Существенное достоинство тахометрических расходомеров –быстродействие, высокая точность и большой диапазон измерения, так, если погрешность турбинных счетчиков воды (ось которых через редуктор связана со счетным механизмом) равна ±2 %, то у измерителей количества, имеющих тахометрический преобразователь, эта погрешность снижается до ±0,5 %. Причина в том, что этот преобразователь почти не нагружает ось турбинки в отличие от редуктора и счетного механизма. Погрешность же турбинного расходомера от 0,5 до 1,5 % в зависимости от точности примененного частотомера. Турбинные тахометрические расходомеры и счетчики количества могут изготовляться для труб диаметром от 4 до 750 мм, для давлений до 250 МПа и температур от -240 до +700 °С. Турбинные приборы применяются преимущественно для измерения расхода и количества воды, различных нефтепродуктов, других жидкостей и газов. Основной недостаток турбинных расходомеров – изнашивание опор и поэтому они непригодны для веществ, содержащих механические примеси. Кроме того, с увеличением вязкости вещества линейность передаточной характеристики уменьшается, что исключает их применение для очень вязких веществ. Но смазывающая способность измеряемого вещества желательна для турбинных расходомеров. Это делает их более пригодными для жидкостей, чем для газов. Иногда для измерения расхода в трубах большого диаметра применяют маленькие турбинки, занимающие небольшую часть площади сечения трубы. С помощью реечной штанги они вводятся в центр или другую точку сечения потока. Погрешность измерения расхода ориентировочно ±5 %. Шариковые расходомеры служат для измерения расхода жидкостей, главным образом воды, в трубах диаметром до 150-200 мм. Их важное достоинство – возможность работы на загрязненных средах. Роторно-шаровые расходомеры появились сравнительно недавно и пока не получили широкого применения. Камерные приборы как счетчики жидкости и газа наряду с турбинными применяются очень давно. Ранее их называли объемными приборами. Они отличаются большим разнообразием подвижных элементов, дающих наименование разновидностям этих приборов: роторные, поршневые, дисковые, с овальными шестернями, лопастные, винтовые и т. д. По сравнению с турбинными и шариковыми счетчиками количества они могут обеспечить большую точность и больший диапазон измерения. Так, несмотря на связь вала подвижного элемента с редуктором и счетным механизмом погрешность у некоторых из них составляет всего ±(0,2-0,5) %. Кроме того, камерные счетчики пригодны для измерения количества жидкости практически любой вязкости, в том числе не очень большой. Но они чувствительны к загрязнениям и механическим примесям. В подавляющем большинстве камерные приборы изготовляются без тахометрических преобразователей и поэтому применяются только для измерения количества, а не расхода. При необходимости иметь результаты измерения турбинными, шариковыми и камерными приборами в единицах массы их дополняют устройствами, корректирующими показания в зависимости от плотности измеряемого вещества или только от температуры – для жидкостей. Рассмотрим принцип работы турбинного расходомера.

Похожие:

	Сравнительный расход топлива на единицу работ, выполняемых различными агрегатами Затупившиеся лапы культиватора, диски сошников сеялок увеличивают тяговое сопротивление и поэтому снижают производительность, при...		11. Виды доз. Широта терапевтического действия, ее значение Дозой называют количество вещества на один прием (разовая доза). Обозначают дозу в граммах или долях грамма
	Лекция №3 Химическая кинетика Скорость реакции измеряется количеством вещества, реагирующего в единице объёма в единицу времени – (гомогенные реакции) или на единице...		Исследование продовольственного картофеля нашего поселения «Непецинское» Века. Его по праву называют вторым хлебом. Клубни картофеля, в зависимости от его назначения, содержат до 25 сухого вещества, в том...
	Регулятивные ууд Цель: выявление умения ребенка осуществлять кодирование с помощью символов в единицу времени (концентрация, переключение и объем...		Положение об оплате труда (образец заполнения) утверждаю общество... Мрот устанавливаемый федеральным законом (или законом субъекта рф) минимальный размер оплаты труда (минимальная месячная заработная...
	Ра Се Свае ногi мачу Яж так I, як I ў се Жыць добра I доўга хачу! Если какая-нибудь сторона выступает наиболее сильно, овладевая массой и торжествуя над ней, так что при этом противоположная сторона...		Инструкции по безопасности. Подключение и работа Старые приборы содержат вещества, которые можно переработать. Сдайте Ваш старый прибор в пункт приема утиля
	Безопасное обращение с бытовыми электроприборами В домашнем хозяйстве находит применение большое количество электрических аппаратов, машин и приборов (телевизоры, стиральные машины,...		Межгосударственный стандарт гост 611-2013 "Государственная система... Введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 23 сентября 2013 г. N 1085-ст
	Разрешение экрана (пиксел) Максимальное количество кривых, одновременно отображаемых на экране в реальном времени		Конспект учебного занятия План урока № Повторить основные количественные характеристики из курса химии такие, как количество вещества, молярная масса, массовая доля, число...
	Гентамицин I. Общие сведения Гентамицина сульфат 4% раствор – лекарственное средство, содержащее в качестве действующего вещества гентамицина сульфат. В 1 мл...		Инструкция по применению и техническому обслуживанию углекислотных... Заряд огнетушителя количество огнетушащего вещества, находящегося в корпусе огнетушителя, выраженное в единицах массы или объема
	Инструкция по применению и техническому обслуживанию порошковых огнетушителей... Заряд огнетушителя количество огнетушащего вещества, находящегося в корпусе огнетушителя, выраженное в единицах массы или объема		Пояснительная записка Характеристика вида спорта ...