Расходомеры постоянного перепада давления

Тема 1.4 Измерение расхода

1 Классификация средств измерения расхода

2 Измерение расхода методом переменного и постоянного перепада давления

3 Электромагнитные, кориолисовые расходомеры

4 Вихревые, ультразвуковые расходомеры

5 Измерение количества вещества. Счетчики

Классификация средств измерения расхода

Расходом вещества называется количество вещества, прохо­дящее через данное сечение канала в единицу времени. Массовый расход определяется в кг/с, а объемный расход в м³/с. При­боры, измеряющие расход, называются расходомерами.

В зависимости от принятого метода измерения наиболее рас­пространенные расходомеры делятся на следующие виды:

а) расходомеры переменного перепада давления

б) расходомеры постоянного перепада давления

в) вихревые расходомеры

г) электромагнитные расходомеры

д) ультразвуковые расходомеры

е) кориолисовые расходомеры

Измерение расхода методом переменного и постоянного перепада давления

Расходомеры переменного перепада давления

Наиболее распространенным и изученным методом измерения расхода жидкости, пара и газа является метод переменного пере­пада давления. Измерение расхода по этому методу основано на измерении потенциальной энергии (статического давления) веще­ства, протекающего через местное сужение в трубопроводе. В измерительной технике сужающими устройствами (первич­ными преобразователями) служат диафрагмы, сопла и сопла Вентури. Из трех этих типов сужающих устройств наиболее часто применяется диафрагма.

Диафрагма (рис. 1) представляет собой тонкий диск, устано­вленный в трубопроводе так, чтобы его отверстие было концентрично внутреннему контуру сечения трубопровода.

Рисунок 1 – Характер потока и график распределения статического давления при установке сужающего устройства в трубопроводе

Сужение потока начинается до диафрагмы, затем на некотором расстоянии за ней благодаря действию сил инерции поток сужается до миним ального сечения, а далее постепенно расширяется до полного сечения трубопровода. Давление струи около стенки трубопровода несколько воз­растает из-за подпора перед диафрагмой и понижается до мини­мума за диафрагмой в наиболее узком сечении струи. Далее по мере расширения струи давление потока около стенки снова повышается, но не достигает прежнего значения. Потеря части давления р_п объясняется главным образом потерей энергии на трение и завихрения.

Разность давлений является перепадом, зависящим от расхода среды, протекающей через трубопровод.

Расходомеры постоянного перепада давления

Наиболее распространенными приборами группы расходо­меров постоянного перепада давления являются ротаметры. Шкалы ротаметров практически равномерны, ими можно измерять малые расходы, потери давления в них незначительны и не зависят от величины расхода. Схема ротаметра показана на рисунке 2.

Рисунок 2 – Схема ротаметра

Проходящий через ротаметр снизу поток жидкости или газа поднимает поплавок вверх 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 той или иной высоте, в зави­симости от величины расхода.

Ротаметры со стеклянной трубкой изготовляются на давления жидкости или газа, не превышающие 0,58 МН/м² (6 кгс/см²). При более высоких давлениях жидкости или газа, а также для измерения расхода пара применяются ротаметры с металлической трубкой.