3.5. Основные условия и параметры измеряемой среды

Приступая к расчету, необходимо установить основные расчетные параметры измеряемой среды.

1. Расчетное давление, температуру и плотность среды до сужающего устройства.

2. Расчетную вязкость измеряемой среды (динамическую или кинематическую).

3. Расчетный диаметр трубопровода с допустимыми отклонениями на нецилиндричность трубопровода.

4. Допустимую потерю давления Рʹ_П (если она лимитируется).

5. Максимальный и минимальный расходы измеряемой среды.

6. Исходя из последнего условия, выбирают расчетную величину расхода, соответствующую верхнему пределу измерения дифференциального манометра – расходомера.

7. Верхнему пределу измерения расхода должен соответствовать предельный номинальный перепад давления ΔP_Н, который выбирается из ряда предпочтительных чисел, ориентируясь на дифманометр определенной конструкции и его технические и метрологические характеристики. При выборе перепада надо учитывать оптимальный модуль m = 0,2.

Порядок расчета сужающего устройства приведен ниже.

4. Порядок выполнения расчета сужающего устройства

4.1. Расчёт расходомеров переменного перепада давления производится в соответствии с РД 50-213-80 «Правила измерения расхода газов и жидкостей стандартными сужающими устройствами».

Основную задачу расчета сужающего устройства (СУ) можно сформулировать следующим образом: для принятых исходных условий необходимо определить сечение (диаметр) СУ, при котором максимальному перепаду давления, будет соответствовать максимальный расчетный расход измеряемой среды.

В результате расчета определяют диаметр сужающего устройства на заданный максимальный расход, выбирают дифманометр на перепад давления, обеспечивающий необходимую точность измерения расхода и минимальную потерю давления на сужающем устройстве, выбирают вторичный прибор дифманометра со шкалой, соответствующей заданному максимальному расходу, определяют наименьшую длину прямого участка трубопровода, на котором устанавливается сужающее устройство.

4.2 Определение недостающих данных

4.2.1. Поправочный множитель на тепловое расширение материала трубопровода, определяется по формуле

Для стали 20: =10⁻⁶[11,1 + 7,7∙ 10⁻³ ∙t − 3,4∙10⁻⁶∙t² ]

- считать до 4-х значащих цифр после запятой.

4.2.2. Внутренний диаметр трубопровода при заданной температуре t определяется по формуле

4.2.3. Динамическая вязкость μ в рабочих условиях (P, t) выбирается по рисунку А.1 или А.2 – для воды, по рисунку А.3 – для пара.

4.2.4. Показатель адиабаты, выбирается только для пара по рисунку А.4.

4.2.5. Абсолютная температура потока среды вычисляется по формуле

Т = 273,15 + t

4.2.6. Предельный расход Q_пр выбирается из РПЧ в зависимости от заданного максимального расхода Q_max так, чтобы предельный расход имел ближайшее большее значение по отношению к максимальному.

Например: задан Q_max= 360000 кг/ч. Пользуясь рядом предпочтительных чисел (РПЧ), принимаем предельный массовый расход Q_ПР= 400000 кг/ч.

4.3. Определение номинального перепада давления дифманометра

При расчете возможны 2 случая: 1) задана допустимая потеря давления; 2) не задана допустимая потеря давления.

4.3.1. Задана допустимая потеря давления в СУ при Q_max.

4.3.1.1. Допустимая потеря давления при расходе, равном выбранному верхнему пределу измерений дифманометра вычисляется по формуле

4.3.1.2. Вспомогательная величина С вычисляется по формулам:

если задан объемный расход: ;	(1)
если задан массовый расход: ,	(2)

где Q_об.пр - предельный объемный расход, м³/ч;

Q_{м. пр} - предельный массовый расход, кг/ч;

D - внутренний диаметр трубопровода при заданной температуре, мм.

4.3.1.3. Предельный номинальный перепад давления DP_Н выбирается по номограммам (приложения И и К)

По вычислительному С и Р`_П по номограмме находят искомое DP_Н и приближенное m (DΡ_Н записывают в кгс/м²).

4.3.2. Не задана допустимая потеря давления

4.3.2.1. Вспомогательную величину С вычисляется по формулам (1) или (2).

4.3.2.2. По номограмме для диафрагм или для сопел находят DΡ_Н при оптимальном модуле m = 0,2 (DΡ_Н записывают в кгс/м²), а потерю давления Р`_П в кгс/см².

4.3.3. Максимальное число Рейнольдса находится по формулам:

или (при μ в кгсּс/м²).

4.3.4. Максимальный перепад давления DΡ (для мембранных, сильфонных, кольцевых манометров) принимается равным предельному номинальному перепаду давления дифманометра DΡ = DΡ_Н, т.е. выбранному по номограмме.

4.3.5. По найденному предельному номинальному перепаду давления DP_Н и учитывая максимальное рабочее давление манометра, которое должно быть больше, чем заданное абсолютное давление Р в трубопроводе перед СУ, по таблице В.1 приложения В подбирается необходимая модель дифманометра и записываются его метрологические характеристики.