10) Расходомеры

РАСХОДОМЕРЫ ПЕРЕМЕННОГО ПЕРЕПАДА ДАВЛЕНИЙ

Наиболее распространенным методом измерения расхода жидкости, пара и газа является метод переменного перепада давлений. Измерение расхода по этому методу основано на изме­нении потенциальной энергии (статического давления) вещества, протекающего через местное сужение в трубопроводе. В измери­тельной технике в качестве сужающих устройств (первичных преобразователей) используют диафрагмы, сопла и сопла Вентури.

Диафрагма представляет собой тонкий диск, уста­новленный в трубопроводе так, чтобы отверстие в диске было концентрично внутреннему контуру сечения трубопровода.

Сужение потока начинается до диафрагмы; затем на некотором расстоянии за ней благодаря действию сил инерции поток сужается до минимального сечения , а далее постепенно рас­ширяется до полного сечения трубопровода. Перед диафрагмой и за ней образуются зоны с вихревым движением, причем зона вихрей за диафрагмой больше, чем перед ней.

Давление потока около стенки трубопровода несколько воз­растает из-за подпора перед диафрагмой и снижается до минимума за диафрагмой в наиболее узком сечении потока. Далее по мере расширения струи давление потока около стенки снова повы­шается, но не достигает прежнего значения. Потеря части давле­ния р_п определяется главным образом потерей энергии на трение и завихрения.

Из трех типов сужающих устройств наиболее часто применяют диафрагму.

Сопла – это расходомеры специального назначения, которые благодаря своей конструкции лучше выдерживают длительную нагрузку от высокой температуры и давления (пар высокого давления, питьевая или другая исходная вода). Рекомендуется использовать сопла главным образом со стороны высокого давления в котельных системах и распределительных сетях.

Принцип работы сопла Вентури: при соотношении давления перед и за соплом выше критического значения скорость потока газа увеличивается в патрубке до критической скорости (равняется местному значению скорости звука).

Расход потока по массе – это максимально возможный расход потока при условиях (давление, температура), которые имеются для газа на входе в сопло.

РАСХОДОМЕРЫ ПОСТОЯННОГО ПЕРЕПАДА ДАВЛЕНИЙ

К приборам постоянного перепада давлений относятся рота­метры, поплавковые и поршневые расходомеры. Наибольшее применение имеют ротаметры и поплавковые расходомеры, шкалы которых практически равномерны. Их можно использовать для измерения малых расходов; потери давления в них незначительны и не зависят от расхода. Ротаметры и поплавковые расходомеры имеют большой Диапазон измерения

Проходящий через ротаметр рис20.1 снизу поток жидкости или газа поднимает поплавок до тех пор, пока расширяющаяся кольцевая щель между телом поплавка и стенками конусной трубки не достигнет такой величины, при которой действующие на поплавок силы уравновешиваются. При равновесии сил по­плавок устанавливается на некоторой высоте, зависящей от рас­хода.

РАСХОДОМЕРЫ ПЕРЕМЕННОГО УРОВНЯ

Расходомеры переменного уровня основаны на зависимости уровня от расхода жидкости, поступающей в сосуд. В химической промышленности эти приборы применяют для измерения расхода особенно химически активных жидкостей, а также пульсирующих потоков и жидкостей, смешанных с газом. Обычно расход жидко­сти измеряется расходомерами переменного уровня при атмосфер­ном давлении, что в значительной степени ограничивает их при­менение.

Расходомер переменного уровня включает в себя приемную емкость (сосуд) с отверстием истечения той или иной формы и измеритель уровня жидкости. В качестве измерителей уровня можно применять любые стандартные приборы. Приемными емко­стями служат цилиндрические или прямоугольные сосуды с круг­лым (диафрагма) или щелевым отверстием истечения. Диафрагма может быть расположена как в дне сосуда, так и в боковой стенке, причем уровень жидкости в сосуде должен быть выше отверстия истечения. Щелевые отверстия располагают только в боковой стенке приемного сосуда; в этом случае уровень жидкости в со­суде должен быть не выше верхнего края щелевого отверстия.