ВИМІР ВИТРАТИ РЕЧОВИНИ МЕТОДОМ змінного перепаду тиску
Кількість рідини, газу або пари, що проходить через даний переріз трубопроводу в одиницю часу, називається витратою цієї речовини. Залежно від того, в яких одиницях він вимірюється, розрізняють об'ємний і масовий витрати. Вимірювання і контроль витрати і кількості речовин з метою управління ними сприяє підвищенню якості продукції, проведення наукових досліджень. У промисловості найчастіше застосовують витратоміри змінного перепаду тиску, постійного перепаду тиску, електромагнітні та змінного рівня. p align="justify"> Принцип роботи витратомірів змінного перепаду тиску заснований на тому, що зі зміною витрати речовини змінюється перепад тиску, створюваний сужающий потік пристроєм, встановленим у трубопроводі (рис. 1).
Витратомір змінного перепаду тиску з сужающим пристроєм складається з встановленого на трубопроводі пристрою звуження (СУ) 1, з'єднувальних трубок 2 і вимірювача перепаду тиску, наприклад U-образного дифманометра 3. При проходженні речовини через СУ середня швидкість потоку збільшується (рис. 1, б); частина потенційної енергії тиску переходить у кінетичну. p align="justify"> У результаті цього статичний тиск потоку після СУ зменшується, що викликає перепад тиску на ньому (рис. 1, в). Стиснення потоку починається перед СУ за перетином 1-1 і досягає найбільшої величини на деякій відстані від СУ в перерізі 2-2, потім струмінь розширюється до повного перерізу трубопроводу. br/>
В
Рис. 1. br/>
Статичний тиск потоку близько стінки трубопроводу при підході до СУ зростає, що обумовлено підпором, і знижується до мінімуму в місці найбільшого звуження струменя. Далі, у міру розширення струменя тиск потоку близько стінок підвищується, але не досягає колишнього значення на величину втрати, зумовленої завихреннями, ударом і тертям (перетин 3-3). p> Перепад тиску на СУ залежить від витрати протікає речовини і може служити мірою витрати.
Для встановлення залежності витрати речовини від перепаду тиску на СУ запишемо закон збереження енергії, і рівняння нерозривності струменя для перерізів 1-1 і 2-2:
(1)
(2)
де P1 і P2 - абсолютні статичні тиску в перетинах 1-1 і 2-2, Па; і W - середні швидкості потоку в цих же перетинах; A1 і А2 - площі перерізів потоків;? - Щільність речовини. Введемо безрозмірні величини: - модуль СУ;? = A2/A0 - коефіцієнт звуження струменя (де А0 - площа отвору СУ, d - діаметр СУ, D - діаметр трубопроводу). Спільне рішення рівнянь (2) і (3) дає:
. (3)
Зазвичай перепад тиску вимірюють не в перетинах А-А і В-В (тобто не), а безпосередньо до і після звужуючого пристрою, а саме DP = P1 - P2. Співвідношення між зазначеними перепадами встановлюється за допомогою поправочного коефіцієнта y, тобто
.
Тоді рівняння (4) прийме вигляд.
, (4)
де Р1 і ...
