Особые случаи измерения расхода методом переменного перепада.
К ним относятся:
1. Измерение расхода вязких жидкостей.
2. Жидкостей, перемещающихся с малой скоростью.
3. Измерение загрязненных или загазованных потоков.
4. Измерение пульсирующих потоков.
В 1-м и 2-м случаях не удается обеспечить Re выше минимального, т.е. коэффициент расхода не остается постоянным. В этом случае используют специальные сужающие устройства, которые представляют собой нечто промежуточное между диафрагмой и соплом:
1. сдвоенные диафрагмы
2. диафрагмы с профилем отверстия в 1/4 круга
3.
 |
диафрагмы с двойным скосом.
Для загрязненных потоков используют сегментные диафрагмы.
Эта диафрагма используется сегментом вниз и сегментом вверх
(сегментом вверх для загазованных потоков, сегментом вниз для загрязнённых потоков)
Правила монтажа расходомеров.
Расходомер состоит из сужающего устройства, соединительной линии, диф. манометра и вторичного прибора.
Соединительная линия выполняется из медной, стальной или алюминиевой трубки с внутренним диаметром 8 ¸ 12мм и длиной не более 60м.
Линия не должна содержать горизонтальных уклонов, т.к. могут образоваться конденсатные или газовые пробки. Если же нужно замерять в горизонтальной плоскости, нужно предусмотреть уклон не менее чем 1:10.
Диф. манометр подключается к этой трубке. У дифманометра 3 вентиля:
2 присоединительных и 1 уравнительный
При измерении расхода жидкости ДМ следует расположить ниже сужающего устройства.
Когда невозможно расположить ДМ ниже, то
поступают так:
2 – сборники газа.
При измерении агрессивных сред в соединительной линии устанавливаются разделительные сосуды, заполненные разделительной жидкостью (она не смешивается, не вступает в химические реакции, отличается по плотности от измеряемой жидкости).
При измерении расхода газа ДМ следует расположить выше сужающего устройства (чтобы конденсат возвращался в трубу).
Если нет возможности располагать выше, то
располагают так:
При измерении расхода пара соединительную линию и ДМ заполнена конденсатом (водой), а в непосредственной близости от сужающего устройства устанавливают конденсационные сосуды. Уровень держится постоянным.
Мы измеряем перепад. Как определить расход?
Связь между расходом и перепадом давления квадратичная. Для линеаризации шкалы вторичного прибора используют блоки извлечения корня, либо эти блоки имеются во вторичном приборе. Если расход увеличится в 2 раза – перепад увеличится в 4 раза.
Вопрос № 1.14.
Расходомеры обтекания.
Принцип действия основан на дросселировании потока сужающим устройством переменного сечения. Типичный представитель – ротаметр.
При измерении меняется положение поплавка внутри трубки. В поплавке наклонные отверстия, чтобы он крутился и не касался стенок.
Силы, действующие вниз:
- вес поплавка
- плотность материала поплавка.
- плотность измеряемой среды.
Силы, действующие вверх:
1) 
- сила, возникающая из-за перепада давления.
S – наибольшее сечение поплавка.
Р1 , Р2 – давление до и после поплавка
2) 
- сила динамического напора на поплавок.
- коэффициент обтекания.
3) 
- сила трения о боковую поверхность
υк - скорость в кольцевом зазоре
n – зависит от числа Re. (n=1 – ламинарный режим, n=2 – турбулентный режим)
- коэффициент трения (определяется состоянием поверхности поплавка).
- площадь боковой поверхности поплавка.
При расчете 
и 
пренебрегают:
Поэтому эти расходомеры часто называют расходомерами постоянного перепада давления.
Вывод уравнения расхода базируется на уравнении Бернулли и условии неразрывности
h – расстояние между сечениями 1 и 2 (берут высоту поплавка)
Sk – площадь кольцевого зазора.
Чтобы получить линейную шкалу трубка должна быть параболической формы.
Достоинства ротаметра: линейность шкалы, могут применяться малые расходы.
Ротаметры изготавливают со стеклянной трубкой с делениями – для небольших давлений, и со
стальной трубкой – для более высоких давлений. Поплавок связан с системой передачи
показаний на расстояние (до 64 атм).
Достоинства ротаметра:
· равномерная шкала
· широкий рабочий диапазон
Недостатки:
· используется для небольших расходов