Нелиней­ная

Обеспечи­вается

Обеспечи­вается

Не обеспечи­вается

Обеспечи­вается

Возможно

Измерение ульсирующих потоков

Обеспечи­вается точное измерение

Не обеспе­чивается

Обеспечи­вается

Не обеспечивается

На показания не влияет

зменение плот-~сти и вязкости жидкости

Возможно в ограниченных пределах

Не обеспечивается

аличие прямого частка трубо­провода для установки

Изменение лектропровод-ности

Т ребуется компенсация

6. ^и Уравнение неразрывности струи

   p₁i>_ISi = p₂tvS_a, *^е Pi и р₂ — плотности потока.

   Электромагнитные, в которых в результате взаимодей­ствия жидкости с магнитным полем образуется ЭДС пропорцио­нальная расходу.

7. Акустические, ультразвуковые, оптические и ионизацион­ные, основанные на зависимости параметров соответствующих эффектов от расхода вещества.

Кроме перечисленных, существуют и другие принципы дей­ствия расходомеров, однако они не получили широкого приме­нения в рабочих средствах измерений.

В табл. 5-1 приведены сравнительные характеристики серий­ных расходомеров, наиболее часто используемых в целлюлозно-бумажном производстве.

5.2. Расходомеры переменного перепада давления

Расходомеры переменного перепада давления широко при­меняются для измерения расхода жидкостей, газов и паров в трубопроводах с внутренним установочным диаметром

пип су

СЛ

ИП

дм

Ь>50 мм в очень широком диапазо­на не изменения расходов, давлений и температур.

Расходомеры переменного пере- Рис. 5-1 пада давления (рис. 5-1) состоят из

первичного измерительного преобра­зователя ПИП — сужающего устройства СУ, преобразующего скорость движения вещества v в перепад давления АР, соедини­тельной линии СЛ и измерительного преобразователя ИП — дифманометра ДМ, показывающего а или преобразующего У этот перепад давлений, как правило, в стандартный сигнал.

При установке сужающего устройства в трубопровод сред­няя скорость потока в суженном сечении повышается и часть потенциальной энергии потока переходит в кинетическую. Вследствие этого статическое давление в суженном сечении потока становится меньше статического давления перед суже­нием. По разности статических давлений, по перепаду давления определяют значение расхода протекающей среды. При таком измерении расхода предполагают наличие следующих основных условий (в соответствии с Правилами 28—64¹):

вещество полностью заполняет все поперечное сечение тру­бопровода перед и после служащего устройства;

поток измеряемой среды должен быть практически устано­вившимся— до и после сужающего устройства имеются прямые участки трубопровода достаточной длины;

фазовое состояние измеряемой среды не меняется при про­хождении через сужающее устройство (жидкость не испаряется, водяной пар остается перегретым, растворенные в жидкости газы не выделяются, влажный газ не достигает границы пол­ного насыщения);

в трубопроводе перед сужающим устройством не скаплива­ется конденсат, пыль, или иные отложения; трубопровод имеет обычно круглое сечение. Теория и основные соотношения расходомеров переменного перепада давления одинаковы для сужающих устройств любой формы; различны лишь некоторые коэффициенты в этих урав­нениях, определяемые экспериментально.

Пусть (рис. 5-2) в трубопроводе круглого сечения установ­лена диафрагма с цилиндрическим отверстием, концентрично расположенным по отношению к сечению трубопровода, и по трубопроводу протекает идеаль­ная несжимаемая жидкость. Влия­ния сил вязкости в жидкости и трения ее о стенки трубопровода отсутствуют.

Сужение потока начинается до диафрагмы, после диафрагмы в сечении 2—2 поток сужается до минимального, а далее постепенно расширяется до полного сечения трубопровода. При приближении к диафрагме скорость потока воз­растает, статическое давление из­меняется. В области диафрагмы у стенок трубопровода возникает скачок давления (вследствие уве­личения скорости в этом месте)- После сечения 2—2 скорость потока уменьшается и к сечению 3—3 статическое давление восстанавливается, но не полностью вследствие потерь на тре­ние и завихрения потока. Разность давлений Р_п—Р_х'—Р_ъ на­зывают безвозвратной потерей напора.

Обозначим на рис. 5-2 v_it P_u S_it Di — скорость, давление, сечение и диаметр в t'-м сечении трубопровода, а отношения _ So

_.-= т — модуль сужающего устройства и— = — = п—

коэффициент сужения потока (определение тир. через отноше­ния сечений справедливы при условии неразрывности потока вещества).

2

Р 2

Р_х ' 2 ^_ Р_а 2 '

Для сечений /—/ и 2—2 напишем уравнение Бернулли, вы­ражающее закон сохранения энергии:

(5-1)

(5-2)

Для несжимаемых жидкостей плотность измеряемой среды p_I==p₂=p=const. Используя принятые обозначения, выраже­ние (5-2) можно записать

v₁S₁ = v_ajS_tnt,

или

v₁=[unv_a. (5-3)

Подставляя выражение (5-3) в выражение (5-1) и решая уравнение (5-1) относительно v₂ получим

Для сжимаемых сред (газов, пара) в уравнениях расхода (5-8) и (5-9) появляется поправочный коэффициент е, который определяют из совместного решения уравнений (5-1) и (5-2) и уравнения адиабатического процесса:

(5-10)

где к — показатель адиабатического расширения. В результате получаем

(5-4)

■ = f{m; к; fl^j^l.

(5-11)

Давления Р\ ^и ^2 соответствуют сечениям 1—1 и 2—2, в действительности же измеряют Pi и Р₂ непосредственно до и после диафрагмы у стенки трубопровода. Кроме того, при пере­ходе от идеальной жидкости к реальной необходимо учитывать влияние вязкости, трения, вихреобразования и неравномерности распределения скорости по потоку. Поэтому для реальных усло­вий в уравнение (5-4) вводится поправочный коэффициент £.

Тогда получим уравнение для действительной скорости ре­альной жидкости в сечении 2—2:

./т

(5-5)

При S₂=jjiSo определим объемный расход жидкости

и массовый расход жидкости

Выражение —■ = • =^га называют коэффициентом рас- ^F У — п^!> ²

хода.