Определение массового расхода

1.1 Принцип метода.

Расход среды определяют методом переменного перепада давления. Принцип метода состоит в том, что в измерительном трубопроводе, по которому протекает среда, устанавливают стандартное сужающее устройство (в данном случае диафрагму), создающее местное сужение потока. Вследствие перехода части потенциальной энергии потока в кинетическую энергию средняя скорость потока в суженном сечении повышается, в результате чего статическое давление в этом сечении становится меньше статического давления перед сужающим устройством. Разность этих давлений тем больше, чем больше расход протекающей среды, и, следовательно, она может служить мерой расхода [3].

1.2 Порядок определения массового расхода [3].

1.2.1 Относительный диаметр отверстия сужающего устройства (отношение диаметра отверстия к внутреннему диаметру измерительного трубопровода):

(1)

d = 0,06033 м, - диаметр отверстия диафрагмы;

D = 0,104 м, - диаметр измерительного трубопровода.

1.2.2 Коэффициент истечения, рассчитанный при числе Рейнольдса, стремящимся к бесконечности:

(2)

L₁ – отношение расстояния от входного торца диафрагмы до оси отверстия для отбора давления перед диафрагмой к диаметру измерительного трубопровода;

L₂ – отношение расстояния от выходного торца диафрагмы до оси отверстия для отбора давления за диафрагмой к диаметру измерительного трубопровода;

В уравнение (2) значения L₁ и L₂ принимают равными:

- для углового отбора давления L₁ = L₂ = 0;

- для трехрадиусного отбора давления L₁ = 1, L₂ = 0,47;

- для фланцевого отбора давления L₁ = L₂ = 25,4/D, где D выражен в мм.

В нашем случае отбор давления угловой.

1.2.4 Вычисляют массовый расход при С = С_бес, т.е. q_{m бес} по уравнению:

, кг/с

где

С_бес – коэффициент истечения, рассчитанный при числе Рейнольдса, стремящимся к бесконечности, определяется по формуле (2)

d - диаметр отверстия диафрагмы, м;

Δp – перепад давления на диафрагме, Па;

,

ρ – плотность воздуха перед диафрагмой, определятся по следующей формуле, кг/м³:

,

Где

Б – барометрическое давление, Па

p_Д – давление воздуха перед диафрагмой, Па

T_Д – температура воздуха перед диафрагмой, К;

R – газовая постоянная, для воздуха R = 287.2 Дж/(кг*град)

Определение коэффициентов.

E – коэффициент скорости входа, определяется по формуле:

()

K_ш – поправочный коэффициент на шероховатость внутренней поверхности измерительного трубопровода принимается равным 1.

K_п – поправочный коэффициент на притупление входной кромки отверстия диафрагмы принимается равным 1.055.

e – коэффициент расширения, определяется по эмпирической формуле:

,

где

Δp – перепад давления на диафрагме, Па;

P – абсолютное значение давления перед диафрагмой, Па.

k – показатель адиабаты

Рассчитывают число Рейнольдса Re, при массовом расходе q_mбес, т.е. по уравнению

,

Где,

D – диаметр измерительного трубопровода, м;

μ - динамическая вязкость, Па*с;

Определяют поправочный коэффициент на число Рейнольдса

Определяют число Рейнольдса по уравнению

При выполнении условия ()?для диафрагм определяют действительное значение массового расхода по уравнению

2. Определение производительности и коэффициента подачи [4].

Объемная производительность компрессора, приведенная к условиям всасывания может быть определена из уравнения

, м³/сек

где,

ρ _вс – плотность газа на всасывании в компрессор, кг/м³

,

Где,

T_вс – температура воздуха на всасывании в компрессор, К;

Определение описанного объема первой ступени V_h1, м³/мин:

,

Где,

D₁ – диаметр первой ступени, м;

S – ход поршня, м;

n₀ – число оборотов коленчатого вала, об/мин;

d_шт – диаметр штока, м.

Определение коэффициента подачи компрессора₁: