Debitmetrul este un dispozitiv pentru măsurarea debitului de lichid, vapori sau gaz. În industrie, debitul de lichid, vapori sau gaz, adică cantitatea de substanță care curge prin conductă pe unitatea de timp, este măsurată prin debitmetre. Cele mai utilizate sunt debitmetrele de debit variabile care măsoară presiunea diferențială, care este creată în conducte printr-un dispozitiv de îngustare instalat în interiorul conductei.
Cea mai simplă schemă de măsurare a debitului metodei alternante de presiune diferențială include un dispozitiv de îngustare este instalat în țevile de racordare conducte, acestea sunt necesare pentru o presiune de selecție înainte și după orificiul și transmiterea acestei presiuni manometrul în formă de U (contor de presiune diferențială). Adesea, un manometru are un convertor de valoare a diferenței de presiune în cantitate electrică proporțională sau presiune a aerului. Căderea de presiune va fi mai mare, cu atât viteza de curgere este mai mare, adică cu cât este mai mare consumul. Prin urmare, cădere de presiune pe dispozitivul ingustare este o măsură a fluxului de substanță (lichid, gaz sau abur) care curge prin conductă.
Cerințe pentru un debitmetru modern:
- - fiabilitatea ridicată a muncii;
- - clasa de înaltă precizie;
- - posibilitatea înlocuirii fără a schimba modul de funcționare al conductei;
- - intensitatea redusă a forței de muncă în exploatare, întreținere și reparații;
- - semnale de ieșire de curent și digital;
- - interval mare de intertestare.
De ce sunt cele mai frecvente debitmetre de debit variabile?
Principalul avantaj al acestor debitmetre este versatilitatea aplicației. Acestea sunt folosite pentru a măsura debitul, majoritatea materialelor cu o singură fază și mai multe medii în două faze, la presiuni și temperaturi foarte diferite. Contoarele de debit variabil de presiune sunt destul de convenabile pentru producția în masă. Se produce numai un convertor de debit - un dispozitiv de îngustare. Toate celelalte părți pot fi fabricate în serie (de exemplu, un indicator de presiune diferențială și un dispozitiv secundar), dispozitivul lor nu depinde nici de forma, nici de parametrii mediului care trebuie măsurat.
Cu toate acestea, debitmetrele cu dispozitiv de îngustare prezintă unele dezavantaje, dintre care cele mai importante sunt următoarele:
- Relația patratică între debit și diferențial. Cu alte cuvinte, nu este posibil să se măsoare mai puțin de 30% din debitul maxim datorită erorii de măsurare ridicată, ceea ce face dificilă utilizarea acestor instrumente pentru a măsura costurile care variază foarte mult.
- precizie limitată, cu eroarea de măsurare variază în limite largi (1,5% -3%), în funcție de starea dispozitivului primar, diametrul conductei, presiunea constantă și temperatura medie.
Contoarele de debit variabil de presiune, în funcție de tipul de emițător de debit, sunt împărțite în:
- Debitmetre cu dispozitive de îngustare;
- Contoare cu rezistență hidraulică;
- Debitmetre centrifuge;
- Contoare cu presiune;
- Amplificatoare de presiune de debitmetru;
- Pompe de debit și jet.
Debitmetrele cu dispozitive de îngustare au devenit cele mai răspândite. Ele măsoară viteza de curgere a substanței, care crește pe măsură ce trece prin dispozitivul de constricție instalat în conductă. În acest caz are loc o tranziție parțială a energiei potențiale a presiunii în energia cinetică a vitezei, din cauza căreia presiunea din fața locului de constricție va fi mai mare decât în spatele secțiunii înguste. De obicei, cu ajutorul acestor debitmetre, se măsoară debitul în conducte cu un diametru de 50-1600 mm.
Dispozitive de îngustare de bază
Când alegeți un dispozitiv de îngustare, luați în considerare următoarele. Pierderea de presiune în dispozitivele de îngustare crește în următoarea secvență: tubul Venturi, duza Venturi lungă, duza scurtă Venturi, duza, diafragma. Schimbarea sau contaminarea admisiei dispozitivului de îngustare în timpul funcționării afectează debitul diafragmei mai mult decât debitul duzei.
Diafragma este un disc subțire 1 cu o gaură circulară, axa căruia este localizată de-a lungul axei tubului. Partea frontală (intrare) a orificiului are o formă cilindrică și apoi intră într-o prelungire conică. Marginea de vârf trebuie să fie dreptunghiulară (ascuțită) fără rotunjire și frecare.
Figura 1 - Amplasarea diafragmei în țeavă, vedere în secțiune (1 - camere inelare, 2 - diafragmă, 3 - găuri separate pentru colectarea presiunii, 4 tuburi cu pendant)
La măsurarea fluxului de lichide contaminate și în special a gazelor, o diafragmă standard instalată pe o țeavă orizontală poate forma depozite. Pentru a preveni acest lucru, se folosesc diafragme segmentale și excentrice. Diafragmele segmente sunt un inel în care este sudat un disc cu un segment sau sector tăiat în partea inferioară. Inelul este fixat între flanșele conductei. Marginea diafragmei de pe partea de curgere trebuie să fie ascuțită. Găurile de diafragmă segmente și excentrice sunt amplasate în partea inferioară a secțiunii conductei, iar bornele tuburilor pulsare se află în partea superioară a conductei în afara găurii. Acestea pot fi folosite pentru măsurarea fluxului de lichide din care sunt eliberate gazele; în acest caz, deschiderile de evacuare sunt situate în partea superioară. Se pot instala diafragme segmente pe conducte cu diametrul de la 50 la 1000 mm.
La măsurarea debitelor scăzute, scăderea presiunii în diafragmă poate să nu fie suficientă pentru organizarea măsurătorilor. În astfel de cazuri, este posibilă instalarea a două diafragme cu diametre diferite și diferența de presiune față de prima și după cea de-a doua.
Diafragmele ocupă locul întâi printre dispozitivele îngustoare la costuri, ușurință de fabricație și instalare.
Duza. În cazul măsurării debitului de gaz, duzele pot fi instalate pe o conductă cu un diametru de cel puțin 50 mm, în cazul măsurării debitului - nu mai puțin de 30 mm. Figura de mai sus arată selecția presiunilor statice prin camerele inelare, în partea de jos - prin găuri separate.
Figura 2 - Aranjamentul schematic al duzelor din țeavă (camere 1-inelare, 2 duze, 3 deschideri separate pentru extragerea presiunii, 4 conducte de tuburi suspendate)
Profilul părții de intrare a duzei este format din două arce de cerc, unul dintre ele atingând suprafața de capăt a duzei de pe partea de intrare și celălalt de pe suprafața cilindrică a orificiului. Conjugarea ambelor arcuri are loc aproape fără nici un rost.
Duza Venturi este instalată pe conducte cu un diametru de 65 până la 500 mm. Duză Venturi constă dintr-o intrare profilată, o parte mediană cilindrică (gât) și un con de ieșire. Partea profilată este executată în același mod ca și pentru o duză normală pentru valorile corespunzătoare m. Gaura cilindrică trebuie să pătrundă într-un con fără cuplaj radial. Duza Venturi poate fi lungă sau scurtă. La primul, cel mai mare diametru al conului de ieșire este egal cu diametrul conductei, în cel de-al doilea este mai mic decât diametrul conductei. Căderea de presiune trebuie măsurată prin camerele inelare. Camera din spate (minus) este conectată la partea cilindrică a duzei Venturi prin intermediul orificiilor radiale.
Conducta Venturi este instalată în conducte cu diametrul de la 50 la 1400 mm. tub Venturi este format din admisie 1 al conului de admisie 4 și un 6.Vo conul de intrare a difuzorului gât 5 și gât inelar format de camera 2. medie Ele comunică cu cavitățile interioare ale conului de intrare și a gâtului prin multitudinea de deschideri 3 că prezența în fluid Particulele suspendate sunt curățate cu unelte speciale. Dopurile cork sunt instalate în partea inferioară a camerelor inelară pentru a scurge lichidul. tub venturi numit lung dacă cel mai mare diametru al conului de ieșire este egal cu diametrul conductei, sau scurt dacă este mai mică decât diametrul menționat diametrul țevii.
Figura 3 - tubul Venturi
Uneori, dacă nu este necesară o precizie ridicată a măsurătorilor, utilizarea debitmetrelor industriale este impracticabilă. În aceste cazuri, poate fi utilizată scăderea de presiune produsă de fluxul de lichid sau gaz prin rezistența locală.
Contoarele cu rezistență hidraulică se bazează pe măsurarea presiunii diferențiale create de această rezistență. Pentru ca scăderea de presiune să fie proporțională cu debitul, în debitmetre de acest tip, aceștia încearcă să creeze un regim de flux laminar. Adică, un astfel de flux. la care lichidul sau gazul vor fi deplasate prin straturi fără amestecare și pulsații. Convertoarele sunt, de obicei, un tub capilar sau un pachet de astfel de tuburi, așa cum se arată în figură. Contoarele cu rezistență hidraulică sunt rareori utilizate, în principal pentru a măsura debitele mici.
Contoare cu presiune
Aparatul de presiune al fluxului de lichid (gaz), în care se creează o cădere de presiune, în funcție de presiunea dinamică la unul sau mai multe puncte ale secțiunii transversale a curgerii.
Debitmetru cu un dispozitiv de presiune - un debitmetru de presiune diferențială variabilă, al cărui principiu de funcționare se bazează pe tub în formă de T tubulatură de interior (tub Pitot), direcția de curbură pe flux. Tubul are o presiune linie completă egală cu suma dinamica (dependentă de viteza de curgere) și o conductă de presiune statică.
Dezavantajul acestei metode este acela că este aplicabil numai în conducte de diametru mare.
Debitmetru cu un amplificator de presiune - un debitmetru de diferență de presiune variabilă, care combină dispozitive de presiune și îngustare. Căderea de presiune creată de amplificator de presiune ca rezultat al tranziției a energiei cinetice cu jet în potențial, și ca rezultat al tranziției a potențialului în energie cinetică a jetului.
Cel mai adesea combinat: o diafragmă cu un tub Pitot (Figura), precum și tubul Pitot cu venturi Acest lucru se face la viteze reduse a debitului de gaz, în cazul în care căderea de presiune este foarte mică (tub Pitot o singură acțiune nu este suficient).
Debitmetre șoc jet bazat pe principiul presiunii diferențiale care apar în timpul impactului jetului pe un corp solid, direct sau printr-un pat de material masurat. Acestea sunt folosite pentru măsurarea debitelor scăzute ale lichidului și gazului.