вимірювальної інформації про витрату в відповідній формі й вигляді.
Вимірювальна діафрагма являє собою диск, встановлений так, що центр його лежить на осі трубопроводу (рис. VIII.1). При протіканні потоку рідини чи газу (пара) в трубопроводі з діафрагмою звуження його починається до діафрагми. На деякій відстані за нею під дією сил інерції потік звужується до мінімального перерізу, а далі поступово розширюється до повного перерізу трубопроводу. Перед діафрагмою і після неї утворюються зони завихрення. Тиск струменя біля стінки спочатку зростає через підпору перед діафрагмою. За діафрагмою воно знижується до мінімуму, потім знову підвищується, але не досягає колишнього значення, так як внаслідок тертя і завихрень відбувається втрата тиску Рпот.
В
Таким чином, частина потенційної енергії тиску потоку переходить у кінетичну. В результаті середня швидкість потоку в звуженому перетині підвищується, а статичний тиск в цьому перетині стає менше статичної тиску перед сужающим пристроєм. Різниця цих тисків (перепад тиску) служить мірою витрати протікає через звужуючий пристрій рідині, газу або пара.
З малюнка VIII.1 видно, що тиск по осі трубопроводу, показане штрихпунктирною лінією, кілька відрізняється від тиску вздовж стінки трубопроводу тільки в середній частині графіка. Через отвори 1 і 2 проводиться вимірювання статичних тисків до і після пристрою звуження. При цьому витрата для нестискуваних рідин знаходиться за формулами:
В
або
,
де щільність речовини (), площа поперечного перерізу отвору діафрагми (Звужуюче пристрій), витрата речовини, абсолютний тиск до пристрою звуження, абсолютний тиск після звужено устрою,
В
коефіцієнт витрати враховує нерівномірний розподіл швидкостей по перетину потоку, обумовлене в'язкістю речовини і тертям об стінки трубопроводу. Цей коефіцієнт для різних пристроїв звуження потоку визначається дослідним шляхом. Тут
В
коефіцієнт звуження струменя (Площа поперечного перерізу найбільш звуженої ділянки струменя), поправочні коефіцієнти на нерівномірність розподілу швидкостей в перерізах I і II,
В
(середня швидкість речовини в перерізі I, середня швидкість речовини в отворі діафрагми), місцеве опір потоку.
При вимірюванні витрати стискуваних рідин і газів (пари) необхідно враховувати зменшення щільності внаслідок зниження тиску при проходженні речовини через звужуюче пристрій, внаслідок чого масовий і об'ємний витрати зменшуються. Тому для розрахунку витрати використовують такі формули:
В
або
,
де коефіцієнт розширення вимірюваного середовища, щільність середовища перед входом потоку в отвір діафрагми. Дві останні формули застосовні тільки в тому випадку, якщо швидкість потоку в пристрої звуження потоку менше швидкості звуку (Критична швидкість) в вимірюваної середовищі. p> Дифманометри вибирають з ряду: 10, 16, 25, 40, 63, 100, 160, 250, 400, 630, 1000, 1600, 2500, 4000, 6300, 10000, 16000, 25000 Па і 0,04; 0,063; 0,1; 0,16; 0,25; 0,4; 0,63 МПа. За максимальна витрата приймають найбільший з ряду: 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,2; 4; 5; 6,3; 8; 10 і т.д.
2.2 Витратоміри обтікання
Принцип дії витратомірів обтікання заснований на залежності переміщення тіла, що знаходиться в потоці і сприймає динамічний тиск обтекающего його потоку, від витрати речовини. Широко розповсюдженими витратомірами обтікання є витратоміри постійного перепаду тиску - ротаметри, поплавкові і поршневі. Принцип дії витратомірів постійного перепаду тиску заснований на залежності від витрати речовини вертикального переміщення тіла - поплавця, що знаходиться в потоці і змінює при цьому площа прохідного отвору приладу таким чином, що перепад тиску по обидві сторони поплавця залишається постійним.
У деяких витратомірах обтікання, званих витратомірами обтікання компенсаційного типу, переміщення тіла обтікання вимірюється за величиною тиску, що створює зусилля, прикладена до тіла і врівноважує динамічний тиск потоку на нього.
2.2.1 Ротаметри
Витратоміри постійного перепаду тиску - ротаметри - застосовуються для вимірювання витрат однорідних потоків чистих і слабо забруднених рідин і газів, що протікають по трубопроводах і не підданих значним коливанням. Ротаметри мають великий діапазон виміру
В
В
Ротаметр (рис. VIII.4) являє собою довгу конічну трубку 1, располагаемую вертикально, уздовж якої під дією рушійної знизу вгору потоку переміщається поплавець 2. Поплавок переміщається до тих пір, поки площа кільцевого отвору між поплавцем і внутрішньою поверхнею конусної трубки не досягне такого розміру, при якому перепад тиску по обидві сторони поплавця не дорівнюватиме розрахунковому. При цьому діючі на поплавок сили врівноважуються, а поплавок встановлюється на висоті, що відповідає певному значенню витрати.
...
