Основные методы измерения расхода
Расход вещества — это количество вещества, протекающее через данное сечение трубопровода в единицу времени. В зависимости от особенностей технологического процесса, состояния вещества и принятого способа хозяйственного расчета измеряют расход в единицах объема — объемный расход, либо в единицах массы — массовый расход. Объемный расход, как правило, применяют для жидкостей и газов.
Если измеряемая среда представляет собой сыпучее вещество, либо его смесь с жидкостью — применяют массовый расход. Последний используют также для измерения расхода пара.
Объемный расход выражают в единице объема вещества, протекающего в единицу времени, — метры кубические в час (м3/ч) или литры в секунду (л/с). Расход газов удобнее всего измерять в м3/ч, а жидкостей— в м3/ч или в л/с. Показатели измерения расхода газов приводят к нормальным условиям — температуре окружающей среды 20°С и давлению 760 мм рт. ст.
Массовый расход измеряют в единице массы (кг, т) протекающий в единицу времени (час) — кг/ч, т/ч.
Показатели измерения расхода неразрывно связаны с температурой и давлением измеряемой среды. Понятие температуры среды настолько однозначно, что не требует специальных пояснений. Понятий же давления несколько, и их определения не всегда четко понимаются и различаются. Чтобы исключить возможную неоднозначность, приводим определения существующих понятий, предусмотренные ГОСТ 356—80, ГОСТ 26349—84, С.Т СЭВ 253—83.
Условное давление (Ру), называемое также номинальным (Рн), представляет собой наибольшее избыточное давление при температуре среды 20 °С, при котором допустима длительная работа арматуры и деталей трубопровода, имеющих заданные размеры, обоснованные расчетом на прочность при выбранных материалах и характеристиках их прочности, соответствующих температуре 20 °С.
Пробное давление (Рпр) представляет собой избыточное давление, при котором должно производиться гидравлическое испытание арматуры, деталей трубопровода на прочность и плотность водой при температуре 5°С, но не более 70 °С, если в нормативно-технической документации не указано конкретное значение этой температуры. Предельное отклонение значения пробного давления не должно превышать ±5%.
Рабочее давление (Рр) представляет собой наибольшее избыточное давление, при котором обеспечивается заданный режим эксплуатации арматуры и деталей трубопровода.
В международной системе единиц СИ давление измеряют в паскалях. В то же время ряд приборостроительных предприятий выпускают приборную технику, ведущую измерение в кгс/см2 и кгс/м2, поэтому в книге приводится две размерности. Их соотношение таково: 1 Па=0,1 кгс/м2, 1 ГПа = 10 кгс/см2, 1 кПа = =0,01 кгс/см2 и наконец 1 МПа = 10 кгс/см2.
В практике проектирования, монтажа и эксплуатации используется значительное число методов измерения количества вещества — объемный, скоростной, индукционный, а также методы измерения постоянного и переменного перепадов.
Измерение количества вещества издревле велось методом учета объемов. Примером простейшего измерения отпущенного количества может служить ряд емкостей (бадей), связанных кольцевой бечевой, цепью и поднимающих воду из озера для раздачи ее в арыки. В усовершенствованном виде объемный метод измерения применяют и поныне, Он основан на суммировании единиц постоянных объемов вещества, отмеренных в единицу времени.
Усовершенствование конструкций устройств, подающих (перекачивающих) воду, привело к созданию различных насосов. Конструкции поршневых насосов определили одну из первых конструкций приборов, работающих на принципах объемного измерения расхода. Центробежные насосы способствовали появлению скоростного метода измерения расхода. Он состоит в замере скорости протекания жидкости по трубопроводу. Метод основан на соответствии скорости протекания определенному расходу.
В известной степени индукционный метод можно считать развитием скоростного. Значения электродвижущей силы (ЭДС), индуктируемой потоком электропроводной жидкости, пропорционально скорости потока в трубопроводе, и, следовательно, может быть выражено в принятых единицах расхода.
Поиски более точных и технологически совершенных методов измерения расхода привели к созданию метода перепада, являющегося функцией расхода. Было создано два направления в измерении этим методом: первое — при постоянном перепаде и второе — при переменном.
Измерение методом постоянного перепада принято называть методом обтекания. Он основан на измерении вертикального перемещения поплавка (поршня) в камере прибора при протекании по нему измеряемого вещества снизу вверх. В данном случае используется принцип уравновешивания веса поплавка разностью давления — выталкивающей силы.
Измерение методом переменного перепада принято называть дроссельным. Метод назван по наименованию сужающего устройства — дросселя, устанавливаемого в технологический трубопровод с измеряемой средой. Этим методом измеряют перепад давления в трубопроводе до и после дросселя, создаваемый при движении вещества в трубопроводе.
Страницы: 1 2 3