Расходомеры переменного перепада давлений

Принцип действия основан на возникновении перепада давлений на сужающем устройстве в трубопроводе при движении через него потока жидкости или газа. Является самым распространенным и изученным методом измерения расхода жидкости, пара и газа.

Применяют следующие сужающие устройства.

Диафрагма – диск с круглым отверстием в центре, установленный в трубопроводе так, чтобы его отверстие было концентрично внутреннему контуру сечения трубопровода. Сужение потока начинается до диафрагмы. Затем на некотором расстоянии за ней благодаря действию сил инерции поток сужается до минимального значения, а далее постепенно расширяется до полного сечения трубопровода. Перед диафрагмой и за ней образуются зоны с вихревым движением. Материал диафрагмы должен быть химически стойким по отношению к измеряемой среде и устойчивым к механическому износу.

Выбор диафрагмы осуществляется по модулю: .

Формирование типа выбранной диафрагмы:

ДК 10 – 100,

где 100 – диаметр условного прохода Dу мм;

10 – рабочее давление в трубопроводе Р МПа

ДК или ДБ – диафрагма камерная или бескамерная, что определяется из следующих соображений:

- если Dy > 400 мм, то рекомендуется бескамерная диафрагма

- если Dy < 400 мм, то рекомендуется камерная диафрагма.

- Сопло Вентури

Выбор сопла осуществляется через подбор соответствующих радиусов кривизны.

Такое сопротивление создает меньшее, нежели диафрагма, сопротивление в трубопроводе т.к. в случае использования сопла струя, протекающая через него, не отрывается от его профилированной части.

- Труба Вентури

Статическая характеристика таких расходомеров нелинейная (квадратичная):

,

где S – площадь проходного сечения сужающего устройства, м²;

DР = Р₁ – Р₂ – перепад давлений на сужающем устройстве, МПа;

r - плотность среды, расход которой измеряется, кг/м³;

a - коэффициент расхода, зависящий от многих факторов, определяющийся экспериментально (существуют специальные таблицы значений коэффициентов).

В измерительной цепи этих преобразователей последователь соединяются три устройства. Промежуточный преобразователь – дифманометр, который связывается с трубопроводом импульсными трубками и устанавливается в непосредственной близости от него и должен иметь встроенный нормирующий преобразователь. Для защиты от действия агрессивных сред дифманометр снабжается разделительными сосудами или мембранными разделителями.

Т.к. статическая характеристика первичного преобразователя расхода квадратичная, то чтобы показания измерительного прибора линейно зависели от расхода, в измерительную цепь вводят линеаризующий преобразователь или линеаризация может производиться в самом измерительном приборе с помощью лекала квадратичной характеристики.

Достоинства:

- малые перепады давлений;

- стабильность показаний;

- стойкость к агрессивным средам и загрязнеям.