4.3.Обоснование размеров су

Из условия D=300мм , Re=2·10 ⁵ выбираем Трубу Вентури изготавливаемую литьем в песочную форму или другими способами, которые не пред­усматривают обработку входной конической части трубы Вентури. Горловину трубы Вентури обрабаты­вают, места перехода между коническими и цилиндрическими элементами закругляют. Данную разновидность трубы Вентури применяют при следующих условиях:

0,10м ≤ D≤ 0,80м;

0,3 0≤ β ≤ 0,75;

Re ≥ 4·10⁴.

На рисунке 1 приведен разрез трубы Вен­тури в плоскости, проходящей через ее ось. Труба Вентури состоит из входного цилиндри­ческого участка A, сужающейся конической части В, цилиндрической горловины С и диффузора Е. Внут­ренняя поверхность трубы Вентури является цилин­дрической и концентрической к оси ИТ.

Рис.2 Геометрический профиль трубы Вентури.

Е-диффузор; С-горловина; В-сужающаяся коническая часть; А-входной цилиндрический участок; F-плоскости соединения трубы Вентури

Соосность сужающейся конической части В и цилиндрической горловины С проверяют визуально. Минимальная длина входного цилиндри­ческого участка А, измеренная от места его соедине­ния с ИТ до плоскости пересечения внутренних поверхностей А и В, должна соответствовать требо­ваниям 5.2.8, 5.2.9 и 5.2.10. Диаметр D определяют измерениями внутрен­них диаметров входного цилиндрического участка А в плоскости отверстий для отбора давления. Мини­мальное число измерений должно быть равно числу отверстий для отборов давления (но не менее четы­рех).

Сужающаяся коническая часть В для всех разновидностей труб Вентури должна иметь угол конуса 21° + 1° (см. рисунок 1). Эта часть ограни­чена на входе плоскостью, проходящей через пере­сечение поверхностей В и А(или их продолжением), и на выходе — плоскостью пересечения поверхнос­тей Б и С (или их продолжением). Общая длина сужающейся конической части В, измеренная параллельно оси трубы Вентури, при­близительно равна B=2,7 (D—d)=2,7(300-210)=240мм. Место перехода сужающейся конической части В во входной цилиндрический участок А имеет радиус R₁, значение которого зависит от разновидности трубы Вентури. R₁=1,375D±0,275D=1,375·300±0,275·300=412±82 мм.

Длина горлови­ны С, т.е. расстояние между указанными плоскостями, должна быть равнаC=(1±0,03)d=(1±0,03)·210=210±0,03мм независимо от разновидности трубы Вентури.

В месте соединения горловины С с сужающейся конической частью В имеется закругление с радиу­сом R₂, а в месте сопряжения горловины и диффузора — закругление с радиусом R₃.

R₂=3,625·d±0,125d=3,625·210±0,125·210=761±26мм

Радиус R₃ должен быть от 5d и до 15d , оптимальное значение равно 10d (если выбрано не опти­мальное значение, то рекомендуется при малых углах устанавливать значение радиусаR₃ более 10d).

R₃ =10·d =10·210=2100мм.

Диффузор Е должен иметь угол (см. рис. 2) в пределах от 7°до 15°. Рекомендуется выбирать угол не более 8°.

Наименьший диаметр диффузора должен быть не менее диаметра горловины.

Минимальная длина входного цилиндрического участка А должна быть равна меньшему из двух значений — D или 0,25D + 250 мм=0,25·300+250= 325мм.

Внутренняя поверхность входного цилиндра А может быть не обработана, если ее качество такое же, как качество поверхности входной конической части В.

Длина цилиндрической части горловины должна быть не менее d/3=210/3=70мм.

Длина цилиндрической части горловины, находящейся между концом радиуса R₂ и плоскостью, проходящей через оси отверстия для отбора давления, также как и длина цилиндрической части между плоскостью, проходящей через оси отверстий для отбора давления, и началом радиуса R₃ должна быть не менее d/6=210/6=35мм.

Значение диаметра горловины d рассчитывается по [2] (формула 5.4.):

рассчитывается по [2] (формула 5.6.):

, где

- температурный коэффициент линейного расширения материала СУ;

- рабочая температура, °С.

Значение температурного коэффициента линейного расширения для стали марки 12Х18Н10Т рассчитывается по [2] (формула Г.1):

где - постоянные коэффициенты, определяемые в соответствии с таблицей Г.1 [11].

Для марки стали 12Х18Н10Т значения коэффициентов следующие:

Температурный коэффициент линейного расширения материала равен:

Коэффициент равен:

Тогда значение диаметра горловины d равно:

Угол конусности диффузора равен 7°.

Чистота обработки внутренней поверхности трубы Вентури равна:

Отбор давления

Отбор давления до трубы Вентури и в горловине проводят через отдельные отверстия, сое­диненные по схеме, приведенной в рис.2, или с помощью кольцевой камеры усредне­ния, или пьезометрического кольца. Использование для отбора давления сплошных кольцевых щелей или равномерно распределенных по горловине пазов не допускается.

Так как d не менее 33,3 мм, то диаметр отверстий для отбора давления должен быть от 4 до 10 мм. При этом диаметр отверстий для отбора давления до трубы Вентури должен быть не более 0,1D=0,1·300=30мм,

а в горловине трубы Вентури — не более 0,13d=0,13·210=27мм.

До трубы Вентури и в ее горловине должно быть не менее чем по четыре отверстия для отбо­ра давления. Оси отверстий должны образовывать между собой равные углы и должны быть расположе­ны в плоскости, перпендикулярной к оси трубы Вентури.

В месте выхода во внутреннюю полость трубы Вентури отверстие должно быть круглым. Кромки отверстия должны быть заподлицо с внутренней поверхностью трубы Вентури.

Для трубы Вентури с литой (без обработки) входной конической частью расстояние между осью отверстия для отбора давления, расположенного до трубы Вентури, и плоскостью пересечения поверх­ностей А и В (или их продолжениями) должно быть равно:

для 0,15м<D<0,8м.

Расстояние между плоскостью пересечения поверхностей В и горловины Е (или их продолжениями) и осью отверстий для отбора давления, расположенных в гор­ловине, должно быть равно (0,5 ± 0,02)d = (0,5±0,02)·210=105±0,02мм.

По данным размерам составляется чертеж общего вида трубы Вентури и чертеж детали.

5. Метрологические характеристики спроектированного расходомера.