Главная » 2018 » Март » 30 » Приборы для измерения количества и расхода вещества. Конструкция и схема.
18:36
Приборы для измерения количества и расхода вещества. Конструкция и схема.
Приборы для измерения количества и расхода вещества Рис. 13.17. Характер потока в трубопроводе при установке сужающего устройства — диафрагмы диаметром d\ D — диаметр трубопровода; Z7,, F0, F2 — площади сечений соответственно трубопровода, сужающего устройства, максимально сжатого участка потока; vu v2 — скорости потока в трубопроводе и максимально сжатом участке; —— поток вещества
Расход вещества и методы его измерения. Объем или масса вещества, перемещаемого в единицу времени по трубопроводу или любому каналу, называется расходом вещества и измеряется, как правило, в единицах объемного (м3/с, м3/ч, л/с) и массового (кг/с, кг/ч, т/ч) расхода. Для перевода объемных единиц измерения рас¬хода в массовые и обратно используют формулу G= Vp, где G — массовый расход вещества, кг/с; V — объемный расход вещества, м3/с; р — плотность вещества, кг/м3. К приборам, измеряющим объем газа, относятся счетчики. С их помощью определяется суммарный объем вещества, прошедшего за известный промежуток времени, для чего отсчитываются показания прибора в начале и конце периода измерения и вычисляется разность этих показаний. Приборы, измеряющие расход, называются расходомерами. Расходомеры показывают или записывают мгновенное значение расхода за единицу времени. В ряде случаев расходомер снабжается суммирующим счетным механизмом (интегратором). Для определения массы и расхода жидкости, газа или пара обычно применяют следующие методы измерений: дроссельный, скоростной и объемный. Дроссельным методом проводится определение массового расхода, а скоростным и объемным — объемный расход жидкости, газа и пара. Дроссельные расходомеры. Для измерения массового расхода вещества используют дроссельный метод, основанный на определении изменения статического давления среды, проходящей через искусственно суженное сечение трубопровода. Дроссельный расходомер состоит из сужающего устройства, устанавливаемого в трубопроводе и служащего для местного сжатия струи (первичный прибор), дифференциального манометра, предназначенного для измерения разности статических давлений протекающей среды до и после сужающего устройства (вторичный прибор), и соединительных линий (двух трубок), связывающих между собой оба прибора. Сужающее устройство (диафрагма) имеет круглое отверстие, расположенное концентрично относительно стенок трубы. Диаметр d диафрагмы меньше внутреннего диаметра D трубопровода (рис. 13.17). При прохождении потока через сужающее устройство происходит изменение потенциальной энергии вещества, часть которой вследствие сжатия струи и соответствующего увеличения скорости потока преобразуется в кинетическую энергию. Изменение потенциальной энергии приводит к появлению разности статических давлений (перепада давления), которая определяется при помощи дифференциального манометра. По измеренному перепаду давления может быть определена кинетическая энергия потока при дросселировании, а по ней — средняя скорость и расход вещества. По способу отбора статического давления к дифференциальному манометру стандартные измерительные диафрагмы подразделяют на камерные и бескамерные (рис. 13.18). В камерной диафрагме импульсы давления к дифференциальному манометру передаются по-средством двух кольцевых уравнительных камер, что позволяет усреднить давление по окружности трубопровода и получить более точное измерение перепада давления в камере. Рис. 13.18. Камерная (I) и бескамерная (II) стандартные измерительные диафрагмы: A d — диаметр трубопровода и сужающего устройства; ф — угол скоса; «+» и «-» — импульс давления соответственно до и после диафрагмы; —► — поток вещества
Объемные счетчики для газа. Для измерения объемного расхода горючего газа используются объемные ротационные счетчики. Объемный ротационный счетчик (рис. 13.19) содержит измерительную камеру 7, в которой размещены две широкие вращающиеся в разные стороны лопасти 2 и 3 восьмеричной формы. Действие ротационного счетчика основано на вытеснении определенных объемов газа, заключенных между стенками измерительной камеры и лопастями, при вращении последних под влиянием разности давлений газа до счетчика и после него. Величина зазоров между шестернями и стенками измерительной камеры не превышает 0,03...0,06 мм, т.е. погрешность измерения из-за перетекания газа через них невелика. Прибор имеет роликовый счетный механизм 4, связанный с одной из лопастей при помощи магнитной муфты или непосредственно выходной осью, пропущенной через сальниковое уплотнение. Для контроля за степенью засоренности счетчика в него встроен водяной двухтрубный дифференциальный манометр 5, измеряющий перепад давления в приборе. Рис. 13.19. Объемный ротационный счетчик: а — схема действия; б — счетчик типа РС-100М; 1 — измерительная камера; 2, 3 — лопасти; 4 — счетный механизм; 5 — дифференциальный манометр; —^ — поток газа Рис. 13.20. Газовый турбинный (скоростной) счетчик: 1 — корпус; 2 — турбина; 3 — счетчик; 4 — редуктор; 5 — обтекатели; 6 — неподвижные направляющие лопатки; 7 — гильза
Ротационные счетчики устанавливают на вертикальных участках газопровода с нисходящим потоком газа. Входной патрубок счетчика снабжен сетчатым фильтром для очистки газа от механических примесей. Ротационные счетчики типа PC выпускаются на номинальную производительность 40... 1 ООО м3/ч. Сопротивление счетчиков при номинальном расходе газа составляет 300 Па (30 мм вод. ст.). Турбинные (скоростные) счетчики. Газовый турбинный (скоростной) счетчик (рис. 13.20) состоит из чугунного корпуса 1 с фланцами для присоединения к трубопроводу, турбины 2, счетчика J, обтекателей 5, расположенных с обеих сторон турбины. Лопатки турбины размещены в кольцевом зазоре между гильзой 7 и обтекателями и имеют наклон около 45°. Спереди и сзади турбины установлены неподвижные направляющие лопатки 6, выравнивающие поток газа. Турбина связана посредством червячной передачи редуктора 4 со счетчиком 3. Частота вращения турбины пропорциональна скорости течения газа, а следовательно, и его расходу.
