În măsurătorile asociate cu cantitatea de substanță, cele mai importante concepte inițiale yavlyayutsyakolichestvo substanță iraskhod.
Cantitatea de substanță poate fi măsurată fie în termeni de Masă [kilogram (kg) t (t)], sau în unități de volum [metru cub (m3) per litru (L)]. Consumul este cantitatea de material care curge prin secțiunea transversală de țeavă pe unitatea de timp. În conformitate cu unitățile de măsură selectate se poate face fie GM debitul masic (unități de kg / s kg / h, t / h) sau debitului volumetric G0 (unități m 3 / s l / s, m3 / h). Unități de greutate și de masă a fluxului furnizează informații mai complete cu privire la cantitatea sau rata de flux de substanță decât un volum unitate, deoarece volumul substanței, în special a gazului depinde de presiunea și temperatura. La măsurarea volumetrice debitele de gaz pentru a obține valori comparabile ale rezultatelor măsurătorilor conduc la anumite (așa-numitele normale) condiții. Aceste condiții normale de presupus ti = temperatura de 20 ° C, pH-ul de presiune = 101,325 kPa (760 mm Hg. V.) și umiditatea relativă φ = 0. În acest caz, oboznachaetsyaGn debitul volumetric și este exprimată în unități de volum (de exemplu, m 3 / h).
În conformitate cu dispozitivul de măsurare 15528 GOST utilizat pentru a măsura consumul de material, numit un debitmetru și un dispozitiv pentru măsurarea cantității de substanțe - numărul contor (contor). In fiecare caz, acești termeni trebuie adăugate la numele mediu controlat. În multe cazuri, citirile debitmetrelor sunt însumate în timp și sunt folosite ca contoare pentru a determina cantitățile de gaze consumate, apa caldă sau abur eliberat în timpul calculelor comerciale sau determinarea performanței economice a echipamentului. Această caracteristică este utilizarea contoarelor de debit și contoare condus specificul evaluării caracteristicilor metrologice ale acestora. Spre deosebire de măsurătorile rassmotrennyhsredstv în metri și metri, în cele mai multe cazuri, este normalizat limită de eroare relativă, care poate depinde de mărimea debitului măsurate. În acest sens, pentru a introduce conceptul de interval dinamic de curgere, în care limita stabilită eroarea relativă și care se caracterizează prin raportul dintre izmereniyaGv.p limita superioară. la nizhnemuGn.p. , Gv.p. /Gn.p. .
La măsurarea debitului în fluxul, în majoritatea cazurilor, introduse în mediul de lucru, având ca rezultat o pierdere de presiune, amplitudinea este dispozitivele kotorogodlya normalizate, precum și lungimea necesară a secțiunilor de conducte liniare înainte și după debitmetrul. Această ultimă cerință se datorează dependenței de citiri de curgere din profilul vitezei de curgere în conductă.
Interval de măsurare a cheltuielilor superioară selectată din intervalul: A = a x 10 n. gdea - unul din numerele 1; 1,25; 1.6; 2; 2.5; 3.2; 4; 5; 6.3; 8; n - un număr întreg pozitiv, negativ sau zero.
Diferite variante de transmiterea și primirea informațiilor digitale de debitmetru și efectuate folosind dispozitive de cuplare - adaptoare, modemuri. Unele tipuri de debitmetre sunt auto-alimentat de baterii și acumulatori, care le permite să instalați în locuri unde nu există nici o rețea sau acolo adages
Măsurarea debitului lichidelor, gaz și vapori perepadudavleniyav dispozitiv îngustându
Bazele teoriei de măsurare a debitului perepadudavleniyav suzhayuschihustroystvah Această metodă de măsurare a debitului se bazează pe dependența căderii de presiune într-un dispozitiv de îngustare fix (SU) instalat în conductă, de debitul mediu. Acest dispozitiv ar trebui să fie considerate ca convertorul de flux primar. Generată de dispozitiv îngustare presiunea diferențială măsurată cu manometru de presiune diferențială, care poate fi indicând scara în unități de debit. În cazul în care este necesar citirile manometre furnizate convertor transmitere, care leagă linia de comunicație și dispozitivul secundar și alte dispozitive. Metoda de măsurare a debitului este cel mai matur, diafragmelor și manometre diferențiale pentru ca acestea să elibereze toate majore companie de luare instrument din lume. Pentru măsurarea consumului de abur, lichide de gaz în conducte cu un diametru mai mare de 300 mm, se folosește în principal această metodă.
Principiul de măsurare Privite constă în aceea că în timpul curgerii prin orificiul de curgere orificiu mărește debitul de în raport cu rata înainte de gâtuirea. Creșterea vitezei, și, prin urmare, energia cinetică determină o scădere a potențialului energetic și presiunea statică, respectiv. Fluxul poate fi determinat la o calibrare cunoscută harakteristikepo presiune diferențială Dp pentru dispozitiv, măsurat manometrul de presiune diferențială îngustare. Folosind metoda de măsurare în examinare necesită anumite condiții:
natura fluxului înainte și după orificiul trebuie să fie turbulente și staționare;
flux trebuie să umple complet întreaga secțiune transversală a conductei;
starea de curgere a fazei nu trebuie să fie schimbat în timpul curgerii sale printr-un dispozitiv de îngustare (aburul este supraîncălzit, astfel valabil pentru toate prevederile referitoare la măsurarea vitezei de curgere a gazului);
în cavitatea interioară a conductei, înainte și după orificiul nu formează precipitate și alți contaminanți;
pe suprafețe nu sunt formate depuneri cu orificiu, modificarea geometriei sale.
Dispozitiv de Îngustarea condiționat împărțite în dispozitive standard speciale și nestandartnye.Standartnymi nazyvayutsyasuzhayuschie care sunt proiectate, construite și instalate în conformitate cu reglementările care guvernează dokumentomGOST 8.569.1-97. Prin special includ diafragma standard pentru conducte cu un diametru interior menee50 mm. diafragmelor, nu au legătură cu cele două grupuri menționate ca non-standard. Dispozitivele îngustarea caracteristice standard de calibrare se determină prin calcul fără calibrare individuală. Acest moment a provocat utilizarea pe scară largă a acestei metode de măsurare a debitului de apă, abur, gaz în conducte cu diametre mari. Caracteristicile de calibrare ale dispozitivelor îngustarea nestandardizate sunt determinate de calibrare individuală.
Următoarele dezavantaje sunt inerente acestei metode:
• un interval dinamic îngust, nu mai mult de trei la cinci, folosind o singură presiune diferențială;
• diametrul țevii trebuie să fie mai mare de 50 mm, în caz contrar necesită gradații individuale;
lungimi considerabile de porțiuni liniare;
prezența pierderii de presiune.
Ca îngustarea dispozitivele standard pentru măsurarea debitului de lichide, gaze și vapori se utilizează diafragma considerabil mai mic tub Soplao și duza venturi. Diafragma (Fig. 12.1 a) este un disc subțire, cu o gaură circulară a cărei axă este situată de-a lungul axei tubului. Fata (intrare) porțiunea găurii are o formă cilindrică, și trece apoi într-o extensie conică. Marginea frontală a găurii trebuie să fie dreptunghiulară (acută) fără rotunjiri și bavuri. Numerele de operare Re depinde de diametrul relativ, iar CS din onsostavlyaet diafragmă“.
Duză (Fig. 12.1, B) are o parte frontală profilată, care trece apoi într-o formă cilindrică cu diametrul porțiunii d (valoarea este inclusă în ecuația ratei). Porțiunea de capăt posterioară a duzei include un cilindric bolshimd diametru degajare, pentru a proteja muchia de ieșire a porțiunii cilindrice a duzei de deteriorare. La măsurarea duzei de curgere sunt montate pe un diametru standard de țevi nu mai puțin de 50 mm, fluxul de Re, astfel, ar trebui să fie 2 x 10 10 4. 7a.
Fig. 12.1. Plăci standard cu orificiu: și - o diafragmă; b - duza; în - Venturi
ajutaj Venturi (circuitul prezentat în Fig. 12.1, B) cuprinde o porțiune de intrare cu profilemsopla care trece în porțiunea ical-cilindrică și un con de ieșire (poate fi lung sau mai scurt). Diametrul minim al conductei pentru duzele standard, Venturi este de 65 mm. Acestea sunt utilizate într-o serie de numere Re 1,5 × 10 de 5 la 2 x 10 6. în Fig. 12.1 simboluri p1 și p2 sunt marcate punctul de prelevare a presiunii furnizate la manometru.
Luați în considerare fluxul de mișcare a unui fluid incompresibil printr-o îngustare a unui exemplu de diafragmă (fig. 12.2). Figura prezintă profilul de curgere care curge prin diafragmă, iar distribuția presiunii de-a lungul peretelui tubului (linie solidă) axei de țeavă beto (linia punctată-punctată). După un îngustează de pulverizare secționate și, în consecință, media crește debitul. Datorită inerție continuă să se diminueze cu jet și la o oarecare distanță, după deschiderea, așezați cele mai mari restricții de viteză nahoditsyav secțiunea B. Creșterea în zona AB este însoțită de o scădere a presiunii statice de la o valoare inițială la un minim pa znacheniyarb.
După ce secțiunea B începe expansiune jet care se termină într-o secțiune C. Acest proces este însoțit de o scădere a vitezei și a crește presiunea statică. În secțiunea C va accelera valoarea inițială (ca în secțiunea A), dar va fi mai mică decât Pc presiune în pierderea inițială numită presiune în dispozitivul pn constricție. Prezența pierderii de presiune cauzate de fluxul de pierdere de energie în zonele moarte, care sunt în fața și în spatele diafragmei, ca urmare a formării vortex puternic în ele. Pentru a determina relația totală dintre debitul și presiunea diferențială presupunem fluid incompresibil (adică densitatea fluidului nu se schimbă atunci când trece printr-un dispozitiv de îngustare), nu există nici un schimb de căldură cu mediul înconjurător, conducta este orizontală, nu există nici o rezistență pierderi SU, câmp uniform de viteze.
Fig. 12.2. flux de caractere și distribuția presiunii statice atunci când sunt instalate în mod de deschidere conductă
Ecuația de conservare a masei constanța debitului (continuitate) pentru fluid incompresibil, înregistrată pentru secțiunea A și orificiul de evacuare are forma:
în care Ud - debitul inițial în conductă;
UD - debit gaură în SU;
p - densitatea mediului;
Gm - debit masic.
Înregistrată pentru aceste secțiuni ecuații Bernoulli vyrazhayuscheezakon conservarea fluxului de energie în tub, are forma:
Desemnate în conformitate cu GOST 8,569.2-97 otnositelnyydiametr pătrat al acestui raport SU cherezranee se numește suprafața relativă sau modulului astfel SU. Utilizarea (12.1), putem scrie
apoi substituind valoarea Ud în (12.2), obținem:
Valoarea E = 1 / (1 - β 4) se numește coeficientul skorostivhoda 0,5, f - suprafața minimă de curgere SU. Calculat prin expresia (12.3), valoarea debitului masic se obține umflat din cauza căderii de presiune de-a lungul supradimensionate entorse flux de inhibare SU-induse la SU.V intrare și ieșire, prin urmare, în ecuația (12.3) se introduce coeficientul de istecheniyaS. unități mai mici.
Calculele debitelor masice pentru fluide incompresibile produse prin expresia
denumit anterior CE Coeficient de debit produs α.
Formula (12,4) (12,5) sunt valabile pentru fluide incompresibile. Când măsurarea vitezei de curgere a gazului, aburul, aerul de densitate redusă a SU, volumul crește. Aceasta oferă o mare valoare pentru diferențial și implicit debitul de a compensa acest efect în formula (11.4), (11.5) se introduce factorul ε mai mic decât unitatea și numitul factor rasshireniya.Takim mod, raportul calculat la debitul masic și a volumului media compresibile avea vedere
Ecuațiile (12,6) (12,7) sunt ecuațiile de curgere de bază adecvate pentru fluide compresibile și incompresibile la ultima ε = 1. Atunci când determină aceste ecuații rata de curgere f. p, p, Gm, G0 sunt respectiv următoarele dimensiuni: m 2 Pa, kg / m 3 kg / s, 3 m / s. proiectărilor de dispozitive îngustează furnizează o aproape constantă valorile coeficienților de expirare numai într-un interval limitat de variație a numerelor Reynolds (Re = Ud / v, unde V - vâscozitate cinematică).
Valorile C și f sunt definite ca rezultat al studiilor experimentale efectuate pe conducte cu o suprafață interioară netedă, la o distribuție a vitezei de curgere pe secțiunea transversală a conductei, regimul de curgere staționară turbulent corespunzătoare. In experimente, o diafragmă cu o muchie ascuțită de intrare.
Pentru similaritate SU geometrically similară sub flux hidrodinamic al mediului cu aceeași valoare. SU relație similitudine geometrică este dimensiuni geometrice egale SU la diametrul conductei. similaritate hidrodinamică curge la egalitate deține numere Re. Valorile coeficientului de scurgere determinat în multe țări din întreaga lume, folosind modelul unităților de flux, bazat pe măsurarea masei GM G0 sau volumul unei substanțe. a trecut prin SU într-un interval de timp fix. Coeficientul C se calculează din aceste date ca fiind raportul dintre debitul real la teoretice, calculate diferențele dintre SU
Experimental coeficientul de dilatare eopredelyaetsyana mediu compresibil ca raportul coeficienților szhimaemoysredy expirare și incompresibil pentru valorile cunoscute ale
În ceea ce privește calculul dispozitivelor îngustarea și a programelor de calculator sunt utilizate, valorile obținute experimental de S. ε descrise empiric. Coeficientul C este exprimat în două părți: C = C_KRe. Factorul C depinde numai de B, un kre se schimbă de la izmeneniemRe. Diafragma cu presiune de selecție unghiulară
Loturi de CE = / (Re, (3) pentru deschiderile cu o presiune de selecție unghiulară, deoarece metoda de selecție dependentă diafragmele Kre presiune prezentat în Fig. 12.3 și tabelul. 12.1. Se determină, de asemenea, mărimea Kre schimbă în exploatare numerelor Re . în cazul în care modificarea presiunii cu o deschidere unghiulară la selectarea β = 0,27. 0.8 sunt, respectiv, 0,5. 5%, doar 0,3. 2% sunt cu flanșă la modificările de presiune de selecție. în același interval variază Kre de la duze în duze Venturi în intervalul de funcționare chiselReS rămâne constantă.
Factorul de corecție β £ depinde, în general, iar relația adiabatic index æ Dp / p (p - presiunea fluidului absolută la orificiul). Calculat pentru ε raportul determinat de diafragma tip și orificiu, indiferent de presiunea de selectare a metodei
Fig. 12.3. dependența CE pentru apertură selectare angular β otRei: