Міністерство освіти і науки України

Національний університет “Львівська політехніка”

Кафедра автоматизації

теплових і хімічних процесів

Вимірювання витрати за допомогою методу змінного перепаду тиску

Методичні вказівки для самостійної підготовки

та інструкція до лабораторної роботи №04

з курсу “Спеціальні вимірювальні прилади та системи”

для студентів спеціальності 7.050202, 8.050202

"Автоматизоване управління технологічними процесами"

Затверджено

на засіданні кафедри

автоматизації теплових

і хімічних процесів

Протокол №____від_______

Львів, 2012

Вимірювання витрати за допомогою методу змінного перепаду тиску. Інструкція до лабораторної роботи №04 з дисципліни “ Спеціальні вимірювальні прилади та системи” для студентів спеціальності 7.050202, 8.050202 "Автоматизоване управління технологічними процесами" / Укл. Пістун Є.П, Матіко Ф.Д., Кріль Б.А., Львів: Вид-во Національного університету “Львівська політехніка”, 2012. - 20 с.

Укладачі: Пістун Є.П, д.т.н., професор

Матіко Ф.Д., к.т.н., доцент

Кріль Б.А., к.т.н., доцент

Відповідальний за випуск Пістун Є.П., д.т.н., професор

Рецензенти: Савицький В.К. ,

Лесовой Л.В.

Мета роботи - ознайомитись з принципом дії витратомірів змінного перепаду тиску; виміряти витрату за допомогою стандартних звужуючих пристроїв: діафрагми, сопла і сопла Вентурі; порівняти між собою результат вимірювання витрати за допомогою вказаних трьох звужуючих пристроїв, визначити похибку вимірювання витрати.

Теоретичні основи методу

Метод змінного перепаду тиску є одним із найбільш поширених методів вимірювання витрати. Він застосовується майже у всіх галузях промисловості.

Суть вимірювання витрати методом змінного перепаду тиску полягає в наступному. У трубопровід, в якому тече плинне середовище, встановлюється пристрій звуження потоку, який створює звуження потоку. При цьому здійснюється перетворення частини потенціальної енергії потоку в кінетичну, внаслідок чого збільшується середня швидкість руху середовища і, відповідно, зменшується статичний тиск у цьому звуженні, порівняно із статичним тиском перед пристроєм звуження потоку. Різниця значень цих тисків залежить від витрати потоку. Отже, вказана різниця значень цих тисків, тобто перепад тиску р на пристрої звуження потоку, може бути мірою витрати.

Витрата середовища – це кількість середовища, що проходить через поперечний переріз трубопроводу за одиницю часу.

Витрату вимірюють в одиницях маси за одиницю часу (масова витрата ), в одиницях об’єму в робочих умовах при абсолютному тискур і термодинамічній температурі Т середовища за одиницю часу (об’ємна витрата в робочих умовах), або в одиницях об’єму зведеного до стандартних умов (абсолютного тискута температури) за одиницю часу (об’ємна витрата, приведена до стандартних умов).

На практиці під час вимірювання витрати рідин і газів витратоміри з пристроєм звуження потоку застосовують за умови турбулентного режиму протікання. Режим протікання рідин і газів залежить від співвідношення сил інерції і сил в'язкості (внутрішнього тертя) в потоці, яке виражається критерієм гідродинамічної подібності потоків – числом Рейнольдса Re, що визначається з рівняння:

,

де D – внутрішній діаметр трубопроводу при робочій температурі;– середня швидкість середовища; – густина середовища в робочих умовах;  – динамічна в'язкість середовища в робочих умовах.

Якщо два потоки рідини є геометрично подібними (тобто відношення будь-яких відповідних лінійних розмірів цих потоків є однаковим), а їх числа Re рівні, то ці потоки будуть подібні між собою динамічно, тобто в них відбуватимуться однакові механічні процеси і спостерігатимуться однакові режими течії. У зв'язку з цим багато характеристик потоку у витратомірах зазвичай виражають як функцію числа Re.