Практическое занятие 3
Тема: Расчет диафрагмы для изменения расхода вещества
Цель практического занятия – освоить методику расчета диафрагмы для измерения расходов газа, жидкости и пара.
3.1. Основные сведения об измерении расхода с помощью сужающих устройств
Количество жидкости, газа или пара, проходящее через данное сечение трубопровода в единицу времени, называют расходом этого вещества. В зависимости от того, в каких единицах измеряется, различают объемный
В настоящее время из всего парка существующих расходометров около 80% составляют расходометры переменного перепада давления. Их работа основана на том, что с изменением расхода вещества изменяется перепад давления на установленном в трубопроводе сужающем устройстве. В качестве нормальных сужающих дроссельных устройств применяют диафрагмы, сопла и сопла Вентури.
Комплект расходометра переменного перепада давления состоит из сужающего устройства, соединительных импульсных трубок и какого-либо измерителя перепада давления, например дифманометра.
Измерение расхода вещества этим методом возможно при соблюдении следующих условий:
а) поток заполняет все поперечное сечение трубопровода;
б) поток является практически установившимся;
в) фазовое состояние вещества при прохождении через сужающее устройство не изменяется.
Зависимость между перепадом давления на снижающем устройстве и расходом вещества определяется уравнением
где
r - плотность вещества,
a - Коэффициент расхода, который учитывает расхождение теоретического и действительного расходов вещества, протекающего по трубопроводу.
Для удобства практического применения формулы (3.1) вместо секундного расхода пользуются часовым и площадь отверстия сужающего устройства
где
При расчетах, связанных с измерением расхода методом переменного перепада давления, обычно приходится решать две задачи.
1. Известны диаметр трубопровода
2. Заданы максимальные и минимальные ожидаемые расходы, диаметр и материал трубопровода и параметры контролируемой среды. Требуется определить диаметр отверстия сужающего устройства.
3.2. Расчет диафрагмы для измерения расхода
Методика и порядок расчета расходомеров переменного перепада давления и стандартных (нормализованных) сужающих устройств этих расходомеров регламентированы руководящим нормативным документом «Правила измерения расхода газов и жидкостей стандартными устройствами РД 50-213-80».
Для расчета диафрагмы задают измеряемую среду и ее параметры (температуру, давление, плотность, вязкость, агрессивность к материалу диафрагмы); максимальный и минимальный расходы; диаметр, материал трубопровода и диафрагмы; допустимую потерю давления на диафрагме при максимальном расходе; тип дифманометра; ряд перепадов давления, на которые изготавливают дифманометры; указывают единицы выражения шкалы вторичного прибора дифманометра (объемные или массовые).
Расчет выполняют в такой последовательности. Сначала определяют диаметр трубопровода при рабочей температуре, число Рейнольдса при минимальном расходе и вспомогательную величину
При расчете диафрагмы согласно данной методики используют следующие формулы.
1. При рабочей температуре
где