Fluxul este cantitatea unei substanțe (lichid, vapori, gaz) care trece printr-o secțiune dată (de exemplu, o conductă) pe unitatea de timp. Distinge rata volumului de curgere, măsurată în unități de volum pe unitatea de timp (m3 / h, m 3 / s), iar debitul masic măsurat în unități de greutate pe unitatea de timp (kg / s kg / h, t / h).
Fluxul de masă poate fi măsurat indirect prin debitul de volum, luând în considerare densitatea mediului care trebuie măsurat și efectul asupra densității de temperatură și presiune. Într-adevăr, pentru un debit constant debitul de volum și debitul de masă sunt determinate de expresiile:
unde A este aria secțiunii transversale a fluxului; p este densitatea mediei care trebuie măsurată; v este viteza medie în secțiune.
Pentru a obține rezultate comparabile, un debit volumetric de gaz sau de vapori duce la condiții standard.
Dispozitive care măsoară fluxul de materie, denumite debitmetre. Dispozitivele care măsoară cantitatea de materie care curge printr-o anumită secțiune a conductei pentru o anumită perioadă de timp se numesc contoare de cantitate. În acest caz, cantitatea de substanță este determinată ca diferența a două citiri contorizate consecutive la începutul și la sfârșitul acestui interval de timp. Citirile măsurătorilor sunt exprimate în unități de volum, mai puțin în termeni de masă. Un dispozitiv care măsoară simultan debitul și cantitatea unei substanțe se numește debitmetru cu un contor. Debitmetrul măsoară debitul curent și contorul integrează valorile debitului curent.
În ultimii ani, limita dintre contoare și debitmetre a dispărut practic. Debitmetre prevăzute cu mijloace pentru determinarea cantității de metri lichid sau gaz și - mijloace pentru determinarea unei rate de curgere care permite să fuzioneze și să curgă de metri în unul grup de dispozitive - debitmetre.
Dispozitivul (orificiu, duza, conducta de presiune) detecție direct debitul măsurat și conversia la o valoare diferită pentru măsurarea convenabilă (de exemplu, căderea de presiune) este denumit traductor de debit.
Contoare de debit variabil de presiune
Principiul debitmetrelor acestui grup se bazează pe dependența de căderea de presiune creată de dispozitivul fix instalat în conductă pe consumul substanței.
Măsurarea debitului prin scăderea presiunii pe un dispozitiv de îngustare
Când se măsoară debitul prin metoda căderii variabile a presiunii în conducta prin care curge mediul, se creează un dispozitiv de îngustare (SS), creând o restricție locală a debitului. Datorită tranziției unei părți din energia potențială a debitului la viteza medie a fluxului cinetic în secțiunea îngustată crește. Ca urmare, presiunea statică din această secțiune devine mai mică decât presiunea statică din fața SS. Diferența în aceste presiuni este cea mai mare, cu atât este mai mare rata de curgere a mediului de curgere și, în consecință, poate servi ca măsură a debitului. Căderea de presiune pe SS (figura 1, a) este egală cu
unde este presiunea la intrarea în dispozitivul de îngustare; - presiunea la ieșirea din el.
Măsurarea debitului unei substanțe prin metoda presiunii variabile de presiune este posibilă în următoarele condiții:
1) fluxul de material umple întreaga secțiune transversală a conductei;
2) fluxul de materie în conductă este practic constant;
3) starea de fază a substanței care curge prin SS nu se schimbă (lichidul nu se evaporă, gazele dizolvate în lichid nu sunt desorbite, vaporii nu se condensează).
Fig. 1. debitmetre cu picătură variabilă de presiune:
a este structura fluxului care trece prin diafragmă; b) distribuția presiunii statice p în apropierea diafragmei de-a lungul lungimii conductei; / - dispozitiv de îngustare (diafragmă); 2 - tuburi de impuls; 3 - manometru diferențial similar; - secțiunea transversală a fluxului de materie, în care efectul perturbativ al diafragmei nu afectează; - secțiunea transversală a fluxului de materie în locul celei mai mari compresiuni; c - duza; g - Duza de ventilație
Ca dispozitiv de îngustare pentru măsurarea fluxului de lichide, gaze, abur, sunt utilizate pe scară largă dispozitive standard de îngustare. Acestea includ o diafragmă standard, duza ISA 1932, țeavă Venturi și duza Venturi.
Diafragma standard (denumită în continuare diafragmă) este un disc cu o gaură circulară având o muchie ascuțită dreptunghiulară de intrare.
Duză ISA 1932 (în continuare - duza) - GC cu o gaură circulară, având o porțiune de intrare lin îngustează având o formă formată prin împerechere două arce, rulare în porțiunea cilindrică la ieșire, numita gură (Fig 1.).
tub Venturi de curgere (în continuare - țeava Venturi) - GC cu o gaură circulară, având o conică conică la porțiunea de intrare, trece într-o porțiune cilindrică conectată la orificiul de evacuare cu o parte conică divergentă, numită difuzor.
Venturi este un venturi cu o secțiune de admisie conică sub forma unei duze ISA 1932 (Figura 78, d).
Aceste mijloace cele mai studiate pentru măsurarea debitului și a cantității de lichide, gaz și abur pot fi utilizate la orice presiune și temperatură a mediului care trebuie măsurat.
Setați diafragma în conductă astfel încât centrul gaurii să se afle pe axa conductei (figura 1, a). Reducerea fluxului de materie începe înaintea diafragmei, la o anumită distanță dincolo de diafragmă, debitul atinge secțiunea sa minimă. Apoi, fluxul se extinde treptat la o secțiune transversală completă. În Fig. 1b prezintă distribuția presiunilor de-a lungul peretelui conductei (linia solidă), precum și distribuția presiunilor de-a lungul axei conductei (linia punct-bord). flux de presiune în jurul pereții conductelor după SU atinge fosta valoare de - pierdere iremediabilă din cauza entorse, sufla și frecare (consumat parte considerabilă a energiei).
Selectarea presiunii statice și posibil prin conectarea tuburilor de impulsuri 2 introduse în găurile situate înainte și după diafragmă / (Fig. 1a), și o măsurare a presiunii diferențiale este posibilă folosind orice monitor de presiune diferențială (în acest caz presostat formă 3).
Duză (fig.1, c) este fabricată structural sub forma unei duze cu orificiu circular concentric, având o parte conică înclinată la intrare și o parte dezvoltată la ieșire. Profilul duzei asigură comprimarea aproape completă a fluxului de materie și, prin urmare, zona de deschidere a duzei cilindrice poate fi considerată a fi egală cu secțiunea minimă a curgerii, adică. Natura distribuției presiunii statice în duza de-a lungul lungimii conductei este aceeași cu cea a diafragmei. Același lucru este și alegerea presiunilor înainte și după duza, ca în diafragmă.
Duză Venturi (fig.1, d) constă constructiv dintr-o secțiune de intrare cilindrică; o bucată fină conică, trecând într-o secțiune cilindrică scurtă; din partea conică în expansiune - difuzorul. Duza Venturi cu difuzor are o pierdere de presiune mai mică decât diafragma și duza. Natura distribuției presiunii statice în duza venturi de-a lungul lungimii conductei este aceeași cu cea a diafragmei și duzei. Selectarea presiunii se realizează prin intermediul a două camere inelare, fiecare dintre ele fiind conectată la cavitatea interioară a duzei Venturi printr-un grup de orificii distanțate uniform în jurul circumferinței.
Acum, ecuația fluxului de volum pentru un fluid incompresibil are forma:
Având în vedere introducerea coeficientului de corecție e, care ține cont de expansiunea mediei măsurate, vom rescrie în sfârșit ecuația:
Pentru un fluid incompresibil, factorul de corecție e este egal cu unitatea; atunci când se măsoară debitul mediilor compresibile (gaz, vapori), factorul de corecție este determinat de nomograme speciale.
Ecuațiile obținute sunt utilizate atunci când viteza de curgere în CS este mai mică decât cea critică, adică viteza de curgere trebuie să fie mai mică decât viteza sunetului în mediul de măsurat.
Dacă cunoscute proprietățile țevii de material cu diametrul D, diametrul găurilor SU d ,, putem calcula căderea de presiune prin SU flux de material care curge în conformitate cu formulele de bază mai sus folosind graficele și tabelele respective.
Dacă sunt cunoscute proprietățile materialului, materialul și diametrul conductei D și se specifică costurile minime și maxime estimate ale acestei substanțe, atunci se poate găsi diametrul orificiului SS, urmând următoarea procedură.
Avantajele măsurării debitului prin metoda presiunii variabile de presiune: simplitate, fiabilitate, bază mare de date experimentale.
Dezavantaje ale fluxului de măsurare prin metoda presiunii variabile de presiune: pierderi semnificative de presiune; uzura marginii de intrare a diafragmei; lungimi mari ale secțiunilor drepte ale conductelor din fața SS. Principalele deficiențe ale debitmetrelor cu dispozitive de îngustare includ o gamă îngustă de costuri măsurate (1: 8).
Erori de bază,%: 1. 3.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: