Введение
Цель работы заключается в изучении конструкции стандартных сужающих устройств, исследование влияния параметров рабочей среды на номинальный перепад давления при измерении расхода жидкости методом переменного перепада давления и максимальный измеряемый расход.
Задачей работы является изучение конструкции и способов установки сужающих устройств, исследование влияния параметров рабочей среды на выбор типа сужающего устройства и на номинальный перепад давления на нем и максимальный измеряемый расход.
Сужающие устройства
Сужающие устройства предназначены для создания перепада давления, который является функцией расхода. Сужающие устройства входят в состав комплекта расходомера переменного перепада давления (РППД).
В состав РППД входят следующие основные элементы:
1) Первичный измерительный преобразователь – СУ
2) Соединительное устройство – импульсные линии, передающие 
от СУ к дифманометру – расходомеру.
3) Измерительный прибор (преобразователь), предназначенный для измерения расхода.
РППД пригодны для измерения расхода при соблюдении следующих условий измерения:
1) Характер движения среды в прямых участках трубопровода до и после СУ должен быть установившимся.
2) Среда должна быть однофазной или фазовое состояние потока не должно изменяться при его течении через СУ.
3) Во внутренней полости прямых участков трубопроводов до и после СУ не должны скапливаться осадки в виде пыли, песка, металлических предметов и других видов загрязнений.
4) На поверхностях СУ не должно образовываться отложения, изменяющие его конструктивные размеры и геометрию.
В качестве стандартных СУ используются диафрагмы, сопла ИСА 1932 и трубы Вентури.
Сужающее устройство можно устанавливать только на прямом участке трубопровода независимо от положения этого участка в пространстве. При выборе места установки СУ необходимо есть в виду, что измеряемый поток в этом месте должен быть целиком заполнить сечение трубопровода.
К основным конструктивным факторам трубопровода, влияющим на погрешности измерения расхода, относятся: отклонение действительного диаметра участков от расчетных значений, овальность трубопроводов, дефекты прямых участков трубопроводов, длина прямых участков до и после СУ.
В России нормализованы два основных способа отбора перепада давлений на диафрагмах: угловой и фланцевый. Широкое применение их объясняется тем, что изготовление и монтаж диафрагм значительно проще, чем других типов устройств.
На остальных типах сужающих устройств применяется только угловой способ отбора (рис.1, а). Перепад давления при этом способе отбора, являющемся наиболее распространённым, следует измерять через отдельные цилиндрические отверстия либо через две кольцевые камеры, каждая из которых соединена с внутренней полостью трубопровода кольцевой щелью (сплошной или прерывистой) или группой равномерно распределенных по окружности отверстий. При измерении через отдельные отверстия наилучшие результаты обеспечивает установка устройства в обойму. Кольцевая камера выполняется либо непосредственно в теле сужающего устройства, либо в каждом фланце (между которыми оно зажимается), либо в специальной промежуточной детали – корпусе, в этом случае диафрагма называется камерной. При малых давлениях кольцевая камера может быть образована также полостью трубки, согнутой вокруг трубопровода в виде кольца или прямоугольника.
Перепад давления при фланцевом способе отбора (рис.1, б) следует измерять через отдельные цилиндрические отверстия одного диаметра, оси которых находятся на равных расстояниях 25,4мм от плоскостей поверхности диафрагмы.
Рисунок 1 – Способы отбора
а) угловые способы отбора б) фланцевый способ отбора и трехрадиусный
Обойма, камера и отверстия для измерения перепада давления должны удовлетворять следующим требованиям. Внутренняя кромка отверстия (во фланце, в трубопроводе, обойме или камере) не должна иметь заусенцев, рекомендуется закруглять ее по радиусу, не превышающему 0,1 диаметра отверстия. Ось отверстия должна образовывать с осью сужающего устройства угол 90 градусов для камерных диафрагм. При применении камер, соединяющих камеру с полостью трубопровода, число отверстий в которых должно быть не менее четырех. Площадь каждого щелевого отверстия – не менее 12 
.
Действительный диаметр цилиндрической части отверстия сужающего устройства определяют, как среднее арифметическое измерений не менее чем в четырех равноотстоящих друг от друга диаметральных направлениях. Результаты измерений не должны отличаться от среднего значения более чем на 0,05%. На кромках отверстия диафрагмы не должно быть зазубрин и заусенцев. Входная кромка отверстия диафрагмы должна быть острой. Она считается острой, если радиус ее закругления не превышает 0,0004.
Площадь диаметрального (продольного) сечения камеры, определенная по одну сторону от оси трубопровода, должна быть не менее 1\2 площади кольцевой щели или группы отверстий, соединяющих камеру с внутренней полостью трубопровода.
Внутренний диаметр корпуса кольцевой камеры или обоймы должен быть равен (с допустимым отклонением 1%) диаметру трубопровода. Толщина стенки корпуса камеры или длина цилиндрической части отдельного отверстия, отсчитанная от внутренней поверхности трубопровода (фланца, обоймы), должна быть не менее 2с. Толщина диска диафрагмы Е не должна превышать 0,05D. Разность значений, измеряемых в любых точках диска диафрагмы, не должна превышать допустимых норм. Длина цилиндрической части отверстия диафрагмы должна находиться в пределах 0,005. У диафрагмы толщиной более 0,02D цилиндрическое отверстие должно переходить в коническое. Угол скоса конической части отверстия диафрагмы должен быть не менее 30, но не более 45 градусов.
Как правило, камерные диафрагмы устанавливают на трубопроводах диаметром не менее 500мм. При больших диаметрах, когда установка внутренних кольцевых камер затруднена, наиболее целесообразно отбор давлений производить с помощью наружной трубчатой обвязки, соединенной с пространством до и после диафрагмы несколькими равномерно расположенными трубками.
Диафрагмы, зажимаемые между фланцами, в которых вытачиваются камеры для отбора давлений, применяют в основном при высоком давлении измеряемой среды (более 10МПа). В этом случае камеры сообщаются с пространствами до и после диска диафрагмы через пазы, отфрезерованные в его утолщенном ободе. При еще более высоком давлении используют линзовые уплотнения или приваривают сужающие устройства. В последнем случае лучше вместо диафрагм применять сопла, так как они более надежны (нет быстро истираемой входной кромки).
При измерении расхода газовых потоков наиболее широко применяют нормальные диафрагмы. Наличие стандартных СУ различных типов объясняется относительными эксплуатационными преимуществами и недостатками каждого из них. Так, диафрагмы технологически просты, имеют меньшие предельные числа Рейнольдса, чем другие типы сужающих устройств. Кроме того, коэффициенты расхода диафрагм менее подвержены влиянию искажения профиля скоростей и пульсации потока. В то же время потери давления в соплах и трубах Вентури значительно меньше, чем у диафрагм. Точность измерения расхода газов с помощью сопел в области диаметров трубопроводов, меньших 300мм, выше, чем при использовании диафрагм (в связи с большим постоянством коэффициента сжимаемости при применении сопел). Надежность сопел и труб Вентури, связанная с изменениями коэффициента расхода при износе или загрязнении входного профиля СУ, значительно выше, чем у диафрагм.
Расчет сужающего устройства
Диафрагма тип: фланцевая
Измеряемая среда: вода
Температура измеряемой среды: 
Материал трубопровода: сталь 12Х1МФ