3. Ротаметры

Для измерения расхода газа при испытании и исследовании в эксплуатационных условиях и на стенде рекомендуется приме­нение ротаметров, относящихся к расходомерам обтекания. По­следние суть измерительные приборы, основной элемент которых (поплавок, поршень, диск или крыло) воспринимает динамическое давление обтекающего его потока и перемещается в зависимости от расхода измеряемой среды. Ротаметр (рис. 4) представляет собой кони­ческую трубку 1, внутри которой перемещается поплавок 2. Достоинства ротаметров — простота устройства и наглядность пока­заний, удобство применения при измерении малых расходов жид­костей и газов, значительный диапазон измерения (до 10), постоян­ство относительной погрешности, достаточно равномерная шкала, незначительная потеря давления.

Рис. 4 – Схема ротаметра.

Стеклянные ротаметры общепромышленного назначения типа РМ выпускают с условными проходами, мм: РМ-0,63 — 6, РМ-1,0 и -1,6—10, РМ-2,5, -4 и -6,3—15, РМ-10 и -16—25, РМ-25 и -40 —40. Верхний предел измерения (м³/ч) соответствует числу, стоящему в обозначении типоразмера. Так, для РМ-0,63 верхний предел измерения равен 0,63 м³/ч, для РМ-2,5 — 2,5 м³/ч и т. д. Предельное рабочее давление в ротаметрах типа РМ 0,6 МПа. Нижний предел измерения — не более 20% от верхнего фактичеcкого предела измерения; погрешность измерения ±2,5% от верх­него предела измерения. Допустимая температура измеряемого и окружающего воздуха (газа) 5—50 °С.

Ротаметр позволяет пропускать поток только в одном направ­лении — снизу вверх, поэтому его следует располагать строго вертикально; невертикальность приводит к появлению дополни­тельной погрешности. Для измерения малых расходов ротаметры включают в систему резиновыми шлангами. Для измерения боль­ших расходов допускается параллельное включение двух прибо­ров. Поплавок и трубка должны быть чистыми, для чего необхо­димо периодически очищать их от пыли и грязи. Показания отсчитывают от верхней плоскости поплавка при установившемся потоке.

При работе с ротаметрами необходимо вводить поправки на изменение плотности и вязкости измеряемой среды по сравнению со значениями, при которых градуировался прибор. На заводе-изготовителе жидкостные ротаметры градуируют только на воде, а газовые — только на воздухе. Если ротаметр отградуирован для измерения расхода среды с плотностью р_г, а необходимо измерить расход среды с плотностью р_г при близких значениях вязкости измеряемой и градуировочной сред, то действительный расход, м³/ч,

(4)

где В_изм — расход среды при измерении, м³/ч; р_п — плотность ма­териала, из которого изготовлен поплавок, кг/м³.

Для газов, когда обычно р_г < р_и, формула (4) принимает вид

(5)

4. Расходомеры переменного перепада давления

Расходомерами переменного перепада давления называют рас­ходомеры, основанные на зависимости от расхода вещества пере­пада давления, создаваемого неподвижным устройством, устанавливаемым в трубопроводе, или самим элементом трубопровода.

Из различных расходомеров переменного перепада давления наиболее широко распространены расходомеры с сужающими устрой­ствами. Эти расходомеры состоят из сужающего устройства, соединительного устройства и дифференциального манометра (в дальнейшем—дифманометра).

При использовании расходоме­ров с сужающими устройствами необходимо соблюдать следующие условия'

1) среда, измерения расхода которой производятся, должна на­ходиться в одной фазе, а изменение давления потока при прохождении через сужающее устройство не должно вызывать выпадения осад­ков и выделения из жидкости газа или пара;

2) среда, измеряемая сужаю­щим устройством, должна запол­нять поперечное сечение трубопро­вода и двигаться с равномерной скоростью без пульсаций;

3) плотность и вязкость измеря­емой среды должны быть известны.

Для измерения расхода при испытании и исследовании чаще всего применяют стандартные камерные (рис. 5, табл. 1) и бескамерные (рис. 6) диафрагмы.

5

Основной характеристикой диафрагмы является модуль m , представляющий собой отношение площадей отверстия сужающего устройства и трубопровода при рабочей температуре.

1

При установке диафрагм необходимо соблюдать следующие требования.

1.Участок трубопровода, на котором устанавливается диа­фрагма, должен быть прямым.

2. Длина прямого участка трубопровода перед диафрагмой и после нее, при установке камерных диафрагм может быть сокращена вдвое. При этом возникает по­грешность в измерении расхода, равная +_ 0,5%.

3

6

. Непосредственно перед диафрагмой трубопровод должен быть цилиндрическим.

4. Ось диафрагмы должна совпадать с осью трубопровода.

5. Если диаметр трубопровода менее 50 мм, то необходимо врезать прямой участок диаметром 50 мм, в котором устанавли­вается диафрагма.

6. Уплотнительные прокладки между диафрагмой и фланцами не должны выступать во внутреннюю полость трубопровода.

7. Материалы для изготовления диафрагм должны быть стой­кими по отношению к коррозии, механическому износу и истира­нию. Рекомендуется применять для водяного пара, влажного воз­духа и природного газа кислотоупорную сталь марок Х23НВ, 2Х18Н9, 1Х18Н9Т; для перегретого пара высокого давления при температуре выше 400 °С — жаропрочную сталь марок Х6С, Х18Н25С2, Х25Н20С2; для воды — латунь, бронзу, силумин, а также кислотоупорную сталь марок Х18Н12М2Т, 2Х18Н9.

Для измерения перепадов давлений на диафрагмах при испы­тании установок, использующих газовое и жидкое топливо, могут применяться стационарные и переносные дифманометры.