Тема: Прилади для вимірювання кількості й витрат потоку рідини та їх визначення


ЗМІСТ

Рекомендації з питань безпечного виконання лабораторних робіт з дисципліни «Гідравліка та сільськогосподарське водопостачання» ......................
Лабораторна робота ……………………………………………………….....
Вступ ….............................……….........................................................................
1 Термінологія та одиниці вимірювання кількості та витрати рідини ............
2 Вимоги до технічних засобів вимірювання витратних і кількісних характеристик рідини .......................................................................................................
3 Класифікація приладів для вимірювання витрат і кількості рідини .............
4 Характеристика та класифікація витратомірів перемінного перепаду тиску
5 Прилади для вимірювання швидкості потоку………………………..............
6 Лічильники та перетворювачі визначення витрат води систем водопостачання .......................................................................................................................
7 Прилади для вимірювання кількості рідини ………………………................
8 Механічні манометри для вимірювання тиску ............................................
9 Тарування вимірювальних пристроїв витрат і швидкості рідин ....................
10 Вимірювання витрат води за допомогою водозливів ……………………..
Контрольні запитання …………………………………………………………
Список літературних джерел ……………………………………………….
Додаток А. Журнал лабораторної роботи …………………………………
Додаток Б. Витратна характеристика трикутного мірного водозливу…..

 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА

Тема: Прилади для вимірювання кількості й витрат потоку рідини та їх визначення

Мета заняття: оволодіння студентами знань з питань вивчення приладів для вимірювання кількості й витрат потоку рідини

І ПРОГРАМА РОБОТИ

1. 1 Вхідний контроль підготовки студентів з теми, що розглядається на занятті: письмово (тестуванням) чи шляхом усного опитування.

1. 2 Визначити головні вимоги до технічних засобів вимірювання витратних і кількісних характеристик рідини.

1. 3 Ознайомитися із загальною характеристикою та класифікацією витратомірів перемінного перепаду тиску

1. 4 Навчитися визначати головні гідравлічні характеристики потоку рідини та вміти виконувати гідравлічні розрахунки щодо їх визначення.

1. 5 Поточний і підсумковий контроль рівня знань після вивчення пройденої теми за рахунок усної відповіді на питання.

ВКАЗІВКИ ДЛЯ ПІДГОТОВКИ ДО РОБОТИ

2. 1 За межами аудиторії підготовитися з призначенням приладів для вимірювання гідравлічних характеристик потоку рідини.

2. 2 Ознайомитися з лабораторною установкою для проведення опитів.

2. 3 З використанням методичної вказівки підготували журнал для звіту щодо проведення лабораторної роботи.

2. 4 Отримати у ведучого викладача (лаборанта) методичні вказівки щодо проведення лабораторної роботи та необхідну навчальну літературу.

ОСНАЩЕННЯ РОБОЧОГО МІСЦЯ

3. 1 Методичні вказівки до виконання лабораторної роботи.

3. 2 Плакатний матеріал та матеріал для роздавання.

3. 3 Навчальна та навчально – методична література.

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ЩОДО ВИКОНАННЯ РОБОТИ

4. 1 Ознайомитися з методичними вказівками щодо виконання роботи.

4. 2 Підготувати звіт по виконаній лабораторній роботі.

4. 3 Зробити висновок по виконаній лабораторній роботі.

Вступ

Прилади для вимірювання не тільки витрат води, а й газу, пару і таке інше відіграють важливу роль в господарській діяльності. Раніше лічильники води і газу переважно використовувалися в комунальному господарстві населених пунктів. Але з розвитком промисловості, переведенням його на нові форми правління та призначення і галузь їх використання значно поширилися.

Лічильники води, пару і газу необхідні перш за все для керування виробництвом. Без приладів для визначення витрат води неможливо забезпечити оптимальний технологічний режим у будь – якій галузі виробничої діяльності. Ці прилади використовуються також для автоматизації виробництва і для досягнення максимальній його ефективності.

Лічильники води і газу необхідні також для урахування маси або обсягу нафти, нафтопродуктів, газу та інших речовин, які транспортуються по трубопроводам і споживаються промисловими об’єктами різних галузей виробничої діяльності. Без вимірювання витрат обсягів будь – яких речовин важко контролювати та виключити втрати при їх транспортуванні та використанні. Зниження похибок у вимірюванні хоча б на 1 % забезпечує значний економічний ефект.

Перераховані параметри відносяться до теплоенергетичних вимірюванням, які вимірюються з використанням промислових приладів і комплектів

Крім того, роль приладів та лічильників для вимірюванні втрат рідин ще більше зростає в наслідок максимальної економії та раціонального використання енергетичних і водних ресурсів країни.

Також контроль роботи головного і допоміжного обладнання насосних станцій відбувається за допомогою і з використанням різних приладів і контрольно – вимірювальної апаратури. Всі ці пристрої і устаткування можливо поділити на дві головні групи - прилади технологічного контролю і прилади для вимірювання технологічних величин. У відповідності з СН і П 2. 04. 02 – 84, на водопровідних насосних станціях необхідно передбачити: вимірювання тиску в напірних трубопроводах і у кожного насосного агрегату, витрати й обсягів води що подається, рівня води у водопровідних вузлах або резервуарах, а також інших параметрів.

Термінологія та одиниці вимірювання кількості та витрати рідини

Витрата – кількість речовини (рідини), яка проходить (протікає) через живий переріз в одиницю часу.

Прилад, який вимірює витрати речовини, називається витратоміром, а масу або кількість речовини (рідини) – лічильником кількості або просто лічильником (ГОСТ 15528 – 86).

Швидкісні й об’ємні лічильники витрати рідини використовують для вимірювання та визначення кількості витрат холодної, гарячої води, нафти, нафтопродуктів, бензину і таке інше, які хімічно не впливають на металеві частини приладів і пристроїв, що використовуються при цьому.

Гідравлічні елементи (характеристики) потоку рідини

Будь – який не будь потік рідини характеризується гідравлічними характеристиками, або елементами, що в повній мірі не тільки зумовлюють рух рідини, а й дозволяють впливати на процесі, що відбуваються в реальних умовах.

 

В самому загальному випадку, у разі руху рідини в технічній механіці рідини, вирішують задачі двох напрямків:

1) так звана зовнішня задача, у разі коли заданий потік рідини, необхідно знайти сили, які діють на тверде тіло, яке обтикається рідиною;

2) внутрішня задача, мають місце умови навпаки, діють сили , на рідину (поверхневі, об’ємні сили, наприклад, сили тяжіння) і необхідно знайти гідродинамічні характеристики потоку рідини.

До гідродинамічних характеристик потоку рідини належать:

а) швидкість руху частинок рідини;

б) величини сили тиску, яка має назву гідродинамічного потоку.

Прилади для вимірювання швидкості потоку

Для вимірювання гідродинамічних параметрів потоку рідини - місцевої швидкості в трубопроводах використовують гідродинамічні трубки і термоелектричні анемометри (термоанемометри).

Гідродинамічні трубки

В основу вимірювання швидкості гідродинамічною трубкою покладено наступний принцип (рис. 6. 1).

Рисунок 6. 1 Труба повного і стиснутого напору

Якщо в потік рідини помістити вигнуту під кутом трубку – б, спрямував один з її кінців назустріч потоку і розташував вхідний отвір у заданій мірній точці А, а інший кінець відкрити до атмосфери, то в такій трубці (трубці повного напору) рідина підніметься на деяку висоту таким чином, що тиск , який утворюється стовпом рідини в трубці, врівноважить повний тиск в точці (місці) гальмування потоку перед трубкою, який визначається за формулою:

, (6. 1)

де - густина рідини, кг / м3;

- швидкість потоку рідині в точці (місці) вимірювання, м / с;

- значення статистичного (надлишкового) тиску рідини в точці (місці) його вимірювання, Па.

Тиск - можливо виміряти за допомогою трубки (а) статичного напору (п’єзометричної трубки)ю Вимірявши різницю рівнів рідини в трубках, можливо виконати розрахунок швидкості потоку в місці встановлення трубки, яка визначається за формулою:

, (6. 2)

звідкіля швидкість визначається за формулою:

. (6. 3)

Гідродинамічна трубка являє собою комбінацію двох вказаних трубок в одному пристрою і має наступне улаштування (рис. 6. 2).

Рисунок 6. 2 Улаштування, габаритні і з’єднувальні розміри гідродинамічної трубки: 1 – циліндр; 2 – державка; 3 – осьовий канал; 4 – трубка повного напору; 5 – штуцер; 6 – канавка; 7 – кожух; 8 – прорізі; 9 – трубка статистичного напору; 10 штуцер

Головною частиною гідродинамічної трубки є вимірювальний циліндр 1, якій закріплений на державці 2. Носок циліндру має напівсферичну форму . Приймальником повного тиску є осьовий канал 3 циліндру, який спілкується через трубку повного напору 4, розташовану в державці зі штуцером 5

Для приймання статистичного тиску на боковій поверхні циліндру виконано канавки 6, які закриті кожухом 7 з прорізами 8. Через трубку статистичного напору 9, яка розташована в середині державки 2, канавки спілкуються зі штуцером 10.

До штуцерів 5 і 10 підключений диференціальний манометр для вимірювання різниці повного і статистичного видів тиску.

Внаслідок того, що приймальні отвори трубок спів ставити неможливо вимірювання тисків і проводять і різних точках потоку.

Ця обставина є джерелом виникнення систематичних похибок вимірювання гідростатичною трубкою. На точність отриманих результатів вимірювання впливають також розміри, ретельність виконаних приймальних отворів та її встановлення (рис. 6. 3).

Рисунок 6. 3 Схема встановлення гідродинамічної трубки

Для визначення сумарних похибок до розрахункової формули вводять поправочний коефіцієнт , завдяки якому формула, для визначення швидкості руху рідини, набуває вигляду:

. (6. 4)

Величина коефіцієнта визначається експериментальним шляхом (таруванням трубки). При великих значеннях числа Рейнольдса в зоні турбулентної автомодельності , при малих значеннях число Рейнольдса визначається за формулою:

. (6. 5)

Таким чином, поправочний коефіцієнт є функцією від значення числа Рейнольдса:

Випадкові похибки вимірювання обумовлені неточностями при визначені величини коефіцієнту і величини прискорення вільного падіння , а також у разі виконання розрахунків приладу, що вимірює перепад . Оцінювання величини випадкової похибки за допомогою відносної середньої квадратичної похибки проводиться за формулою:

, (6. 6)

де , , - відносні середньо квадратичні похибки відповідно коефіцієнта , різниці напорів і прискорення сили тяжіння.

Гідродинамічні трубки використовують для вимірювання швидкостей більше 1 м / с. При менших швидкостях вимірювання проводити трудно, внаслідок того що приходиться вимірювати і визначати малі перепади тиску.

Для отримання більш достовірних значень швидкості яка вимірюється гідродинамічною трубкою, останню необхідно встановити в потоці таким чином щоб плоскість приймальника повного напору була розташована нормально (перпендикулярно) до напрямку руху швидкості що вимірюється (рис. 6. 3). Таке встановлення відповідає максимальному значенню перепаду тиску . Тому при вимірюванні, правильне розташування підбирають вибором максимального перепаду тиску при обертах трубки відносно осі, розташований нормально (перпендикулярно) до осі потоку. Для зменшення похибок при вимірюванні швидкості внаслідок неточного встановлення трубок в потоці використовують трубки, які є мало чуйними до відхилень (скосів) параметрів потоку.

Циліндрична трубка

У тих випадках, коли необхідно крім швидкості потоку визначити також його напрямок, використовують трубки, які є чуйними до відхилень (скосів) параметрів потоку. Такою трубкою для вимірювання швидкості в плоских потоках є циліндрична трубка.

Циліндрична трубка ( рис. 6. 4) представляє собою циліндр, на бокові поверхні якого виконано три отвори (1, 2 і 3), які з’єднані зі штуцерами приладу завдяки трубкам, розташованих в середині циліндру. Центральний отвір є приймальним повного тиску. Бокові отвори розташовані симетрично по відношенню до центрального; з їх допомогою визначається напрям потоку. Трубка кріпиться в поворотному координатнику і розташовується таким чином щоб площина центрів отворів співпадала с площиною (напрямкам) течії. Обертанням трубки відносно повздовжньої осі досягається положення, при якому перепад тиску в бокових отворах стане дорівнювати нулю. Для наглядом за перепадом тиску штуцера 2 і 3 приєднують до диференціального манометру. В указаному положенні центральний отвір 1 нормально (перпендикулярно) розташований до швидкості потоку. За отриманими значеннями різниці тиску в середньому і боковому отворах визначають швидкість потоку за формулою:

. (6. 7)

Величина коефіцієнту визначається парируванням за показаннями еталонної трубки.

Рисунок 6. 4 Циліндрична гідродинамічна трубка: 1 – отвір центральний; 2, 3 – отвори бокові

Для вимірювання напрямку і величин швидкостей в просторових потоках використовують шарові трубки, які мають центральний отвір для приймання повного тиску і чотири бокових отвори 1 – 4 для визначення напрямку потоку (рис. 6. 5)

Рисунок 6. 5 Шарова гідродинамічна трубка: 1, 2, 3, 4 – отвори; 5 – отвір центральний

Термоелектричні анемометри

Принцип вимірювання швидкості руху рідини термоелектричним анемометром оснований на змінювані електричного опору проволоки при зміні температури.

Вимірювання швидкості є можливим двома способами: при першому способі температура проволоки за допомогою опору що регулюється підтримується постійною і вимірюється потужність нагрівача якій розміщує втрату тепла; при другому способі величина потужності нагрівача підтримується постійною і вимірюється температура проволоки.

Термоанемометр (рис. 6. 6) являє собою розташовану в потоці рідини проволоку 1, яка виготовлена із інертного матеріалу (платини, вольфраму, нікелю), що припаяна двома кінцями до двох електродів 2, закріплених в державці 3, через котру пропускається електричний струм.

Проволока поміщується в потоці і нагрівається електричним струмом. протік, що обтікає проволоку, охолоджує її; електричний опір проволоки, при цьому, змінюється на деяку величину в залежності від швидкості потоку. фіксуючи ці зміни за допомогою відповідних електричних схем, можливо визначити величину місцевої швидкості потоку, яка розташовано нормально (перпендикулярно) до проволоки. Можливі два варіанти електричних вимірювальних схем з використанням термоанемометру з постійною силою струму і з постійними опором.

Рисунок 6. 6 Термоелектричний манометр: 1 – проволока; 2 – електроди; 3 – державка

В першому випадку (рис. 6. 7) проволоку включають в електричну мережу послідовно разом з батареєю живлення і реостатом . Реостат забезпечує можливість утримання постійної величини сили струму в мережі опору проволоки. останнє визначається по виміряній вольтметром різниці потенціалів на кінцях проволоки.

Рисунок 6. 7 Схема електричної мережі та кривої для тарування, яка працює за методом постійної сили струму: - швидкість потоку; - напруга струму

У другому випадку (рис. 6. 8) проволоку включають в одне з пліч моста Уінстона. Міст балансується при деякій величині швидкості. Зміна швидкості викликає розбаланс мосту, внаслідок зміни опору проволоки. для встановлення балансу температуру проволоки звертають до перш початкового значення шляхом зміни допоміжного опору . Вимірювальною величиною при цьому виступає сила струму в проволоці, яку можливо визначити за показаннями амперметру, який включено до зовнішньої мережі.

Рисунок 6. 8 Схема електричної мережі та кривої тарування, яка працює за методом постійного опору: - швидкість потоку; - сила струму

Співвідношення між виміряною величиною (показаннями термоанемометра) і швидкістю потоку при любому варіанту електричної схеми встановлюється попереднім таруванням

Перевагами термоанемометрів є малі габаритні розміри, мала інерційність і значна чуйність. У зв’язку з чим термоанемометри застосовуються при вимірюванні малих швидкостей, швидкостей поблизу твердих стінок, перемінних у часі швидкостей, у тих випадках, коли вимірювання іншими способами, вимірювання яких гідродинамічною трубкою, пов’язано може призвести до значних похибок. Особливого значення набуває використання термоанемометрів при вимірюванні турбулентних пульсацій, які головними приладами для проведення цих вимірювань.

 

Лічильники води

Крім відомих лічильників витрат води, що використовуються для визначення кількості води, відомі лічильники води (швидкісні водомірні пристрої) призначені для визначення кількості води (при її витратах і запобіжної каламутності до 5 г / л), яка проходить по трубопроводу (діаметром ). Вода обертає вмонтовану до корпусу вертушку зі швидкістю, пропорційній швидкості потоку і, як наслідок, витратам води. Клас точності пристроїв 5, ємність до 106 м3 [20].

Перетворювачі витрат

До перетворювачів витрат відносять наступні прилади: безкамерні, камерні і сегментні діафрагми (рис. 6. 1, а, б, г), сопла і труби Вентурі (рис. 6. 1, в). В основу їх роботи покладено принцип вимірювання перемінних перепадів тиску до отвору яке звужується та після нього.

Ультразвуковий витратомір УЗР – В (рис. 6. 1, д) застосовується на трубопроводах (діаметром ). В основу його роботи покладено принцип вимірювання швидкості розповсюдження ультразвуку по направленню руху потоку води і проти нього. Як правило УЗР – В складається з двох п’єзоперетворювачів, що накладений або врізаний у стінки труби під кутом 450, а також вимірювальний – керуючий пристрій зі стрілками індикатору миттєвого витрату і електромагнітним лічильним кількості води. Позитивним УЗР – В є клас точності 2; можливо його встановлення на працюючому трубопроводі.Недоліки – необхідно градуювання на витратному стенді.

 

 

а б   в
  г д е

Рисунок 6. 1 Схема витратних пристроїв: а, б, г – діафрагми відповідно безкамерна, камерна і сегментна; в – труба Вентурі; д, е – витратоміри ультразвуковий УЗР – 3 і електромагнітний: 1 – трубопровід; 2 – діафрагма; 3, 4 – отвір і камера для відбирання проби; 5 – труба Вентурі; 6 – п’єзометричний датчик; 7 – блок електронний; 8 – кабель; 9 – електромагніт; 10 – вимірювальний пристрій

До електромагнітних витратомірам відносять пристрої: індукція – 51 (діаметром ), ИР – 51 або ИР – 61 (діаметром )та 4 – РИМ (діаметром ). В основу його дії покладено принцип перетворювання швидкості потоку в електричний сигнал. До їх складу входить перетворювач витрат, блоків вимірювального і живлення (рис. 6. 1, е). Позитивним ультразвукових витратомірів є великий діапазон вимірювання, висока точність (1 ... 1,5 %), мала довжина ( ) прямих ділянок трубопроводів, на яких можливо їх встановлення , практично відсутність втрат напору. Недоліки – необхідно періодична перевірка початку (нуля) вимірювання, повинні бути градуйовані на витратному стенді.

Камерні і безкамерні діафрагми застосовують для трубопроводів (діаметром ), сегментні (діаметром ), сопла і труби Вентурі (діаметром ). Функція звужування пристрою може виконувати різні місцеві опори, наприклад, коліно, поворот тощо. В якості другорядних пристроїв разом з пристроями що звужують потік (його живий переріз) використовують диференціальні манометри типу ДМ і ДС, якщо співвідношення витрат, що вимірюються не перевищує 1 : 3, і перетворювачами „Сапфір 22 - ДД” у разі коли має місце більше співвідношення. Позитивним перетворювачів витрат є простота виготовлення, вони не потребують спеціальної розмітки на випробувальних стендах; недоліком – є те що мають місце великі втрати (до 1 м), складність експлуатації коли вода дуже каламутна, у цьому випадку наноси забивають труби, звужуючий пристрій разом з дифманометром. Такі витратоміри надійно працюють на прямих ділянках трубопроводів (до перед звужуючим пристроєм і до після нього), а також коли з’єднуючу лінію прокладену таким чином, що виключається можливість утворення повітряних чи грязьових пробок рис. 6. 2.

Перемінний витратомір

Принцип дії таких витратомірів основний на вимірюванні перепаду тиску, яке утворюється в наслідок стиску потоку рідини звужуючим пристроєм. відповідно рівнянню Бернуллі, перепад тиску пропорційний квадрату витрат, тому витрата для цих вимірювальних пристроїв визначається за формулою:

, (6. 1)

де - множник, який враховує прийняту одиницю вимірювання;

- коефіцієнт, який враховує витрати, і залежить від типу звужуючого пристрою і відносного розміру його отвору;

- діаметр звужуючого отвору пристрою, мм;

- перепад тиску, МПа;

- густина рідин, кг / м3.

На рисунку 6. 4 наведено схему улаштування та принцип дії перемінного витратоміра

Рисунок 6. 4 Схема улаштування та принцип дії перемінного витратоміра: 1 – діафрагма; 2 – камера діафрагми; 3 – диференціальний манометр

Діафрагми викликають відносно великі втрати напору (30 .... 60 % перепаду тиску), тому їх встановлюють на трубах невеликого діаметру або в тих випадках, коли ці додаткові втрати не відіграють суттєвого впливу в загальному балансі енергетичних витрат.

Таким чином, складні лічильники та перетворювачі витрат води систем водопостачання, мають досить обмежене розповсюдження для визначення витрат потоку рідини. Пояснюється їх складністю та нераціональністю використання, що по – перш усього обумовлено це їх ненадійністю в роботі

Баки мірні

Мірні баки використовують для вимірювання витрати рідини, а також для парирування звужуючих пристроїв. Мірні баки застосовуються при вимірюванні витрат рідини об’ємом до 3 м3 / годину.

До мірних баків, які використовуються для вимірювання витрат рідини і тарування на воді звужуючих пристроїв висуваються наступні вимоги:

1) Відкриті мірні баки для води можливо використовувати тільки при її температурі не більше 40 ... 45 0С.

2) Мірний бак необхідно перевірити на суцільність, для чого його перед таруванням заповнюють рідиною і витримують протягом 20 ... 24 годин для виявлення течіє і падіння рівня рідини.

3) В кожному баці або відділенні баку необхідно встановити „заспокоювач” рівня рідини.

4) Ємність кожного мірного баку при вимірюванні витрати рідинного палива, необхідно обирати із умови не менш годинної витрати на один агрегат, а ємність баку при вимірюванні витрати води живлення – із розрахунку її спорожнення не більш 6 ... 12 разів на протязі години при максимальних витратах води.

5) Мірний бак, який складається з двох камер, повинен мати ємність, яка дорівнює ємності не меншій за двох витратних баків.

6) Зливний отвір необхідно розташовувати на самому низькому рівні похилої ділянки дна баку.

7)

Внаслідок простоти конструкції та надійності використання, при визначенні об’ємів рідини, використовуються мірні баки, які конструктивно виконуються двокамерними і однокамерними/

7. 1. 1 Двокамерний мірний бак

Двокамерний мірний бак (рис. 7. 1) представляє собою резервуар, поділений вертикальною перегородкою на два відсіки, кожний з яких має спускний отвір для зливання рідини. Спускні отвори закриваються клапанами 1, які мають ручне керування, які виконується за допомогою важільного приводу 2. Кожний із відсіків улаштований водомірним склом 3, шкали 4 котрого проградуйована у об’ємних одиницях. Над мірним баком змонтовано перекидний пристрій 5, котрим можливо направляти рідину або у правий, або у лівий відсік.

а) б) в)
Рисунок 7. 1 Мірні баки: а – двокамерний; б – однокамерний; в – бак з горловиною: 1 – клапан; 2 – привід важильний; 3 – скло; 4 – шкала; 5 – пристрій перекидний

 

У мірному баці, який наведено на рис. 7. 1 – а, перекидний пристрій представлений у вигляді ковша, що качається.

Двокамерний бак надає можливість виміряти будь – яку кількість рідини в межах деяких найбільших витрат. Для цього необхідно потік періодично переключати з одного відсіку мірного баку до іншого; при заповнені одного відсіку мірного баку другий відсік спорожняється.

7. 1. 2 Однокамерний мірний бак

У однокамерних мірних баках (рис. 7. 1 – б) резервуар складається з одного відсіку. Перекидний пристрій баку спрямовує рідину або до баку, або до зливної и труби. Максимальна кількість рідини, котру можна визначити (виміряти) за допомогою однокамерного баку, дорівнює його об’єму. Двокамерний бак надає можливість вимірювати (визначати) будь – яку кількість рідини в межах окремих витрат. Для цього необхідно потік періодично переключати з одного відсіку до іншого; при заповнені одного відсіку мірного баку інший відсік спорожняється.

Вертикальне розташування обладнання для вимірювання кількості рідини контролюється по закріпленому на ньому виску.

Систематичні похибки вимірювань мірного баку досить незначні і обумовлені головним чином похибками шкали, яка на ньому встановлена, внаслідок недостатньої точності їх градуювання або коли не співпадають температурні умов проведення опиту і градації шкали.

Випадкові похибки обумовлені неточністю проведення підрахунків по шкалі приладу. Для зручності нагляду і підвищення точності проведення вимірювання скло водомірних баків іноді улаштовують поплавцевим пристроєм , ноніусами або спеціальними візирними пристроями.

В деяких окремих випадках баки улаштовують гирлами (рис. 7. 1 – в), які надають можливість градуювання шкали у більш дрібних одиницях , що забезпечує високу точність вимірювання.

Іноді кількість рідини в мірному баці вимірюється визначенням ваги спочатку порожнього баку, а потім уже заповненого. Ваговому способу притаманна висока точність, на відзнаку від роб ємного , але достатньо трудомісткій і потребує додаткового обладнання (терезів).

Аналогічні конструктивні виконання мірних баків (однокамерного і двокамерного) наведено на рис. 7. 2.

Рисунок 7. 2 Мірні баки: а – двокамерного; б – однокамерного; 1 – клапан; 2 – шкала; 3 – скло водомірне; 4 – привід важільний; 5 – пристрій перекидний; 6 - висок

В окремих випадках кількість рідини в мірному баці визначають вимірюванням (з використанням терезів) спочатку пустого баку, а потім заповненого. Ваговий спосіб характеризується підвищеною точністю, на відміну від об’ємного, однак він більше складний і потребує додаткового обладнання.

Механічні лічильники

Механічний лічильник представляє собою прилад, головною частиною якого є робочий орган, що приводиться в дію періодичним рухом рідини, що протікає через прилад. Кількість циклів робочого органа, пропорційна кількості рідини що протікає через нього і вимірюється додаванням (сумою) лічильного механізму.

Механічні лічильники поділяються на об’ємні, швидкісні і вагові.

Механічні прилади характеризуються калібром (діаметром вхідного отвору), чуйністю (найменшими витратами, при яких лічильник починає давати показання), діапазоном величини, яка вимірюється, характерними витратами (об’ємом рідини в м котра проходить через лічильник протягом 1 години при втраті напору, яка дорівнює 10 м. вод. ст.), класом точності.

7. 2. 1 Об’ємні лічильники

Об’ємний лічильник складається із декількох, частіше усього двох, однакових камер для вимірювання визначеного об’єму, улаштованих рухомими виштовхувачами. При проходженні через лічильник рідини поперемінно заповнюється камери, причому при заповненні першої камери інша спорожняється.

За час заповнення і наступного спорожнення кожної камери її виштовхував робить один цикл періодичного руху. Кількість рідини, яка пройшла через прилад визначається по числу заповнення камер, яке фіксується лічильним механізмом, який приводиться в дію виштовхувачем.

Принцип роботи об’ємних лічильників заклечається у тому, що рідина направляється до вимірювальної камери визначеного об’єму, яка улаштована рухомими виштовхувачами за допомогою котрих камера послідовно заповнюється і спорожнюється. Кількість рідини яка пройшла через прилад визначається за кількістю камер, котре фіксується лічильником кількості ходів виштовхувала.

Переваги об’ємних лічильників є висока точність (окремі види лічильників мають клас точності 0,2 ... 0,5). Недоліком таких лічильників є їх конструктивна складність і громіздкість.

В залежності від характеру руху і конструкції виштовхувала об’ємні лічильники поділяються на поршневі (які виконують зворотно – поступовий рух), дискові (коливальний рух) і ротаційні (обертове рух).

Позитивним якостями об’ємних лічильників є висока точність вимірювання. Максимальна відносна похибка у кращих лічильників не перевищує 0,2 ... 0,5 %. Їх недоліками є складність конструкції і громіздкість.

Внаслідок того, що використання поршневих і ротаційних лічильників в останній час край обмежено, то більш детально необхідно зупинитися на дискових лічильниках.

7. 2. 2 Дискові лічильники

Дисковий лічильник (рис. 7. 3) складається з дискового поршня 1, камери вимірювання 2, корпуса 3, передаточного механізму 4, роликового лічильного механізму 5 і стрілчатого лічильного механізму 6.

Рисунок 7. 3 Улаштування дискового лічильника: 1 – поршень; 2 – камера; 3 – корпус; 4 – механізм передаточний; 5 – роликовий лічильний механізм; 6 - стрілчатий лічильний механізм; 7 – отвір; 8 – наполовину шар; 9 – ось; 10 - направляючий конус; 11 - поводок

Корпус 3 складається з двох частин і обладнаний патрубками для підведення і відведення рідини.

Камера вимірювальна 2 також складається з двох частин.

Внутрішня бокова поверхня камери є поверхнею шару діаметром, який дорівнює діаметру дискового поршня, а внутрішня частина верхньої і нижньої поверхонь виконано у вигляді двох конусів, посічених у верхів’я сегментами. Шарові сегменти виконують функції підп’ятника для шарової опори дискового поршня. Камера має отвір 7 для входу і виходу рідини. Отвори призначені для спілкування камери з вхідним і вихідним патрубками корпуса. Вхідний отвір відокремлений від вихідної радіальною перегородкою, котра одночасно виконує функції направленню для дискового поршня (рис. 7. 4).

Рисунок 7. 4 Принцип дії дискового лічильника

Дисковий поршень улаштовано двома наполовину шарами 8 і віссю 9 яка розташована перпендикулярно диску.

Диск наполовину шару 8 суцільно посаджений в сегменти камери для вимірювання. Ось диску 9 проходить через отвір у верхньому сегменті і своєю боковою поверхнею торкається направляючого конуса 10. рідина що надходить у камеру вимірювання через вхідний отвір, впливає на диск, який робить коливанні рухи. При цьому прорізь диску переміщується по перегородці, запобігаючи повороту диску відносно своєї осі, а рідина обтікає навколо опорного шару і покидає камеру через вихідний отвір. Ось 9 диску, обкачуючись навколо направляючого корпусу 10, обертає поводок 11 привідного валику, на верхньому кінці якого закріплена шестерня, яка передає рух валика і, внаслідок чого, рух диску через шестерні передаточного механізму 4 до лічильного механізму.









Последнее изменение этой страницы: 2016-04-07; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su не принадлежат авторские права, размещенных материалов. Все права принадлежать их авторам. Обратная связь