Расходомеры переменного перепада

Измерение расхода и количества вещества

Под расходом понимают количество вещества, проходящего через контрольное сечение трубопровода или другой транспортной магистрали в единицу времени.

Различают:

- объемный расход,  который измеряется в м³/с, м³/час, л/мин и т.д.

- массовый расход, который измеряется в кг/с, кг /час, т /час и т.д.

Приборы для измерения расхода - расходомеры, а приборы измеряющие количества вещества, прошедшего по транспортной магистрали за определенный промежуток времени называются счетчиками количества или просто счетчиками.

Счетчики интегрируют  (суммируют) значение расхода по времени.

 Приборы, измеряющие расход и количество вещества за период времени называются расходомерами-счетчиками.

Наиболее распространенные расходомеры делятся по принципу действия на следующие группы:

- переменного перепада давления.

- расходомеры постоянного перепада давления (расходомеры обтекания, ротаметра).

- скоростного напора.

- тахометрические

 

Расходомеры переменного перепада

Основаны на зависимости от расхода жидкости или газа перепада давления, образующегося в сужающем устройстве.

Этот тип расходомеров в технике используется чаще, чем все остальные.

Р₁ – давление у стенки трубы

Р₂ – давление на оси

 

Диафрагма представляет собой тонкий диск, с круглым отверстием, в центре имеющим острую прямоугольную кромку со стороны входа потока. Перед диафрагмой струя начинает сжиматься, скорость потока увеличивается. Под действием сил инерции рост скорости происходит и за диафрагмой. Статическое давление Р падает. Следовательно, кинетическая энергия потока возрастает, а потенциальная уменьшается. Затем струя начинает постепенно расширяться, что сопровождается постепенным уменьшением скорости. Остаточная потеря давления Р_П связана с затратой части энергии потока на трение и вихреобразование. Разность перепада давлений ∆Р тем больше, чем больше расход вещества и, следовательно, ∆Р=Р₁-Р₂ может служить мерой расхода. Зависимость между расходом и перепадом давления устанавливается при использовании уравнения Бернулли и уравнения неразрывности.

Q = Е F₀

Q_м = Е F₀

 - коэффициент расхода. Определяется опытным путем для различных сужающих устройств

Е – коэффициент расширения, а для несжимаемой жидкости (Е=1)

F₀ – площадь поперечного сечения отверстия диафрагмы.

 - плотность среды на входе.

 

Методика расчета стандартных сужающих устройств установлена ГОСТом.

Для измерения ∆Р используются дифманометры высокой точности. Т.к. зависимость расхода от перепада давления не линейная, то это приводит к неравномерности шкалы, ограничивает диапазон измерения и влечет за собой возрастание погрешности при уменьшении расхода.