Расходомеры: принцип действия и значение в управлении технологическими процессами. Краткая характеристика расходомеров переменного и постоянного перепада давления. Поплавково-пружинные и тахометрические расходомеры с изменяющимся перепадом давления.
Аннотация к работе
В зависимости от того, в каких единицах измеряется расход, различают объемный расход или массовый расход. Расход вещества измеряется с помощью расходомеров, представляющих собой средства измерений или измерительные приборы расхода. Многие расходомеры предназначены не только для измерения расхода, но и для измерения массы или объема вещества, проходящего через средство измерения в течение любого, произвольно взятого промежутка времени.Расходомером переменного перепада давления называется измерительный комплекс, основанный на зависимости от расхода перепада давления, создаваемого преобразователем расхода, установленным в трубопроводе, или элементом последнего. Расходомеры переменного перепада давления имеют следующие разновидности, в зависимости от вида преобразователя расхода: 1.С сужающими устройствами;Расходомеры с сужающими устройствами СУ основаны на измерении перепада давления, возникающего в результате преобразования в СУ части потенциальной энергии в кинетическую. Однако расходомеры с сужающим устройством имеют некоторые недостатки, наиболее существенными из которых являются следующие: 1.Квадратичная зависимость между расходом и перепадом. Диафрагма установлена строго концентрично оси трубопровода, имеющего диаметр D. Использование рассматриваемого метода измерения требует выполнения определенных условий: характер движения потока до и после сужающего устройства должен быть турбулентным и стационарным; поток должен полностью заполнять все сечение трубопровода; фазовое состояние потока не должно изменяться при его течении через сужающее устройство; во внутренней полости трубопровода до и после сужающего устройства не образуются осадки и другие виды загрязнений; на поверхностях сужающего устройства не образуются отложения, изменяющие его геометрию; пар является перегретым, при этом для него справедливы все положения, касающиеся измерения расхода газа. Давление р1 отбирается у передней плоскости первой вспомогательной диафрагмы, имеющей диаметр отверстия d1, а давление р2 - у задней плоскости второй основной диафрагмы, диаметр отверстия которой d на рисунке 3.Расходомеры основаны на измерении перепада давления, создаваемого этим сопротивлением. Режим потока в нем стремятся создать ламинарным, с тем чтобы перепад давления был пропорциональным расходу. В качестве преобразователя могут служить капиллярная трубка (реометр) или пакет таких трубок, и другой тип преобразователя для больших расходов с шариковой набивкой. Поэтому для получения достаточного перепада давления при малом значении расхода применяют различные способы. Недостаток спиральных капилляров - отсутствие линейной зависимости между расходом и перепадом давления вследствие действия центробежной силы, резко увеличивающей перепад давления по сравнению с прямыми капилляром.Только напорные усреднители образуют перепад давления в зависимости от расхода, а остальные устройства - в зависимости от скорости, существующей в месте их установки. Достоинство напорных устройств: малая потеря давления, возможность измерять в трубах и каналах некруглого сечения, доступность измерения местных скоростей при экспериментальных и других работах. Классический пример напорного устройства - трубка Г - образной формы с отверстием, направленным навстречу потоку, которя называется трубкой Пито по имени французского ученого, применившего ее для измерения скорости течения реки. Чтобы с помощью такой трубки измерить скорость ? в трубопроводе, необходимо кроме трубки Пито иметь еще трубку для отбора только статического давления рс. Оси этих отверстий перпендикулярны к оси трубки, а значит, и к направлению трубкой Пито, измеряет динамическое давление, которое равно разности полного и статического давлений.Расходомеры с напорным усилителем имеют преобразователь расхода, в котором сочетаются напорное и сужающее устройство. Перепад давления создается в результате как местного перехода кинетической энергии потока, та и частичного перехода потенциальной энергии в кинетическую.Ударно - струйные расходомеры, предназначены для измерения малых расходов жидкостей и газов. Они основаны на измерении перепада давления, возникающего в процессе удара струи о твердое тело непосредственно или через слой измеряемого вещества. Давление удара ру зависит от скорости ?, плотности ? вытекающей жидкости и определяется уравнением: ру = ??2 (1 - cos ?) где ? - угол между направлением движения жидкости до и после удара.Расходомеры постоянного перепада давления подразделяются на: ротаметры, поплавковые и поршневые (или точнее золотниковые).Ротаметры используются в промышленных и лабораторных условиях для измерения небольших объемных расходов жидкостей (верхние пределы измерения ротаметров по воде находятся в пределах от 0,04 до 16 м3 /ч) или газов (верхние пределы измерения ротаметров по воздуху находятся в пределах от 0,063 до 40 м3 /ч) в вертикальных трубопроводах диаметром 4-100 мм. Основные элементы ротаметра - коническая трубка 1 и поплавок 2 - образуют его проточную часть (рисунок 13). Между бортико
План
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Расходомер переменного перепада давления
1.1 Расходомеры с сужающими устройствами
1.2 Расходомеры с гидравлическим сопротивлением
1.3 Расходомеры с напорным устройством
1.4 Расходомеры с напорными усилителями
1.5Ударно - струйные расходомеры
2. Расходомеры постоянного перепада давления
2.1 Ротаметры
2.2 Поплавковые расходомеры
2.3 Поршневые расходомеры
3. Расходомеры с изменяющимся перепадом давления
3.1 Поплавково-пружинные расходомеры
3.2 Тахометрические расходомеры
Заключение
Список литературы
Введение
Расход вещества - это масса или объем вещества, проходящего через данное сечение канала средства измерения расхода в единицу времени.
В зависимости от того, в каких единицах измеряется расход, различают объемный расход или массовый расход. Объемный расход измеряется в м3/с (м3/ч и т. д.), а массовый - в кг/с (кг/ч, т/ч и т. д.).
Расход вещества измеряется с помощью расходомеров, представляющих собой средства измерений или измерительные приборы расхода. Многие расходомеры предназначены не только для измерения расхода, но и для измерения массы или объема вещества, проходящего через средство измерения в течение любого, произвольно взятого промежутка времени. В этом случае они называются расходомерами со счетчиками или просто счетчиками. Масса или объем вещества, прошедшего через счетчик, определяется по разности двух последовательных во времени показаний отсчетного устройства или интегратора. По принципу действия разделяются на следующие основные группы: переменного перепада давления; обтекания - постоянного перепада давления; тахометрические; электромагнитные; переменного уровня; тепловые; вихревые; акустические. Кроме того, известны расходомеры, основанные на других принципах действия: резонансные, оптические, ионизационные, меточные и др. Однако многие из них находятся в стадии разработки и широкого применения пока не получили.[8].