2015-05-30
3380
Принцип действия скоростных расходомеров-счетчиков основан на измерении скорости вращения потоком (газа или жидкости) измерительной турбинки. Для бесперебойной работы счетчиков необходимо отсутствие завихрений в потоке, поступающем на турбинку. Чувствительным элементом скоростных счетчиков является аксиальная или тангенциальная турбинка, приводимая во вращение потоком жидкости, протекающим через счетчик. Принцип действия скоростных счетчиков основан на том, что число оборотов турбинки в единицу времени n, пропорционально скорости потока, омывающего турбинку:n=kW, (8.7) где k — коэффициент пропорциональности; W — скорость потока в некотором сечении счетчика F. Объемный расход через счетчик равен: Q=WF. (8.8) Решая совместно (8.8) и (8.7), получим n = k/F *Q (8.9) Отсюда следует, что шкала тахометра, измеряющего мгновенное число оборотов турбинки n, может быть проградуирована в единицах объемного расхода измеряемого потока жидкости. Выражение (8.9) с учетом (8.3) примет вид: nd? = k/F*dV (8.10) Интегрируя (7.10) в интервале времени?2 —?1, получим: V= F/k *(N2 — N1) (8.11) где N2 — N1 = — разность показаний счетного механизма в интервале времени?2 —?1 или число оборотов турбинки в этом интервале. Таким образом, измеряя суммарное число оборотов турбинки с помощью счетного механизма оборотов, можно получать информацию об объемном количестве вещества. Если же скоростной счетчик снабжен тахометром, то он может измерять объемный расход потока. При использовании скоростного счетчика в качестве измерителя объемного расхода вещества обычно применяют электрический тахогенератор. Ротор этого генератора получает вращение от оси турбинки скоростного счетчика, а индуцированная в статоре ЭДС измеряется вторичным прибором — вольтметром. Схема скоростного счетчика с аксиальнойтурбинкой показана на рис. 8.3. Внутри корпуса размещена горизонтально вдоль направления измеряемого потока жидкости турбинка 6, выполненная в виде многозаходного винта. Перед турбинкойустановленструевыпрямитель 1, предназначенный для сглаживания возмущений потока на входе и исключения завихрения. Вращение турбинки через червячную пару 5 и передаточный механизм 2, расположенный в камере 4, передается через сальник счетному устройству 3.
|
|
|
Рисунок 8.3 — Схема скоростного счетчика с аксиальнойтурбинкой
Для регулирования скорости вращения турбинки в процессе тарировки счетчика предусмотрено регулировочное устройство 7, которое позволяет поворачивать одну из радиальных перегородок струевыпрямителя относительно направления потока. Счетчики с аксиальной турбинкой изготавливают с диаметрами условного прохода 50—300 мм для измерения количества вещества при расходах 3—1300 м3/ч, классы точности 1; 1,5; 2. Для измерения количества жидкости при малых расходах используются скоростные счетчики с тангенциальнымитурбинками. В этих счетчиках турбинка с прямолинейными или криволинейными лопастями установлена на вертикальной оси. Поток жидкости тангенциально подводится к турбинке и приводит ее во вращение. В зависимости от способа подвода жидкости к лопастям турбинки различают однострунные и многоструйные счетчики. Жидкость в одноструйных счетчиках (рис. 8.4, а) подводится к прямому гладкому каналу на лопасти турбинки 1 одной струей через фильтр 2.
|
|
|
Рисунок 8.4 — Схема скоростных счетчиков с тангенциальнойтурбинкой.
В многоструйных счетчиках (рис. 8.4, б) корпус выполнен так, что в нем имеется два ряда равномерно распределенных по окружности сопл. Расположение сопл в корпусе счетчика показано на рис. 8.4, в. Через нижний ряд сопл 2 жидкость подается на турбинку 1, а через верхний ряд сопл 3 отводится из камеры вращения турбинки. Однострунные счетчики более просты по конструкции и в них меньше потеря давления, но они имеют меньшую надежность из-за одностороннего износа опоры турбинки. Счетчики с тангенциальной турбинкой имеют диаметр условного прохода 15—40 мм, верхний предел измерений по расходу 3— 20 м3/ч и классы точности 2—3. Существенным недостатком скоростных счетчиков является зависимость показаний от вязкости измеряемой жидкости.
