Оформлення результатів роботи

1.Визначаємо середнє значення показників корневого планіметра після триразової обводки параметра за формулою

Nk = Nk1, Nk2 та Nk3 (3.4)

де Nk1, Nk2 та Nk3 — показники планіметра при триразовому планіметруванні.

2. Визначаємо середнє значення витрати за годину в залежності від верхньої границі вимірювання витрати дифманометра (витратоміра) за формулою

Qср =0,133∙Nк∙ Qпр (3.5)

Верхня границя вимірювання витрати	Планіметричне число	Середня витрата за годину

 

Проведення розрахунків

Висновок

 

Оцінка__________

Підпис викладача___________________

 

 

Практичне заняття №4

Тема:- «Розрахунок звужуючого пристрою»

Мета заняття

1.1. Вивчити методику вимірювання витрат методом змінного перепаду тиску

1.2. Вивчення класифікації і конструкції та умов використання основних звужуючих пристроїв

1.3. Провести розрахунок звужуючого пристрою згідно конкретних умов вимірювання витрат рідини

Прилади та обладнання

2.1 Звужуючий пристрій- діафрагма

2.2 Вихідні дані для розрахунків

Загальні відомості

Найбільш поширеними є звужуючі пристрої трьох типів: нормальна діафрагма, нормальне сопло та труба (сопло) Вентурі.

Нормальна діафрагма. При кутовому відборі тисків застосовують нормальні діафрагми двох видів - плоскі та камерні (мал. 3.1). Нормальна діафрагма являє собою звужуючий пристрій, виконаний у вигляді плоского диску з концентричним отвором для протікання рідини. Вона може застосовуватися в трубопроводах діаметром не менше 50 мм і при цьому необхідно, щоб відношення площі отвору діафрагми до площі перерізу труби знаходилось в межах .

Зі сторони входу потоку отвір діафрагми має циліндричну форму, а зі сторони виходу – конічну форму. Кромка отвору діафрагми зі сторони входу повинна бути гострою. При діаметрі отвору не більше 150 мм промінь світла, що падає на кромку, не повинен відбиватися, а при діаметрі більш 150 мм кромка не повинна мати помітного притуплення. Заокруглення, злиття або затуплення вхідної кромки діафрагми не допускаються. Тиск біля поверхні плоскої діафрагми відбирають за допомогою окремих засвердлювань. Тиск у камерної діафрагми відбирають з камер, з`єднаних з трубою кільцевими щілинами.

Малюнок 3.1- Нормальна діафрагма (стрілкою вказано напрямок потоку): камерна(зверху) і безкамерна.

Перевагою камерних діафрагм є відбір дійсних середніх тисків і в зв’язку з цим до них ставлять менш жорсткі вимоги стосовно довжини прямолінійних ділянок трубопроводу до і після діафрагми; недоліком — необхідність спеціальних ущільнюючих пристроїв для герметизації камер.

Нормальне сопло. Може застосовуватися в трубопроводах діаметром не менше 50 мм при умові, що . Нормальне сопло виконують у вигляді насадки, яка має вхідну частину, що сходиться, утворену дугами кіл з радіусами r1, та r2, які дорівнюють 0,2d і d/3, циліндричну частину діаметром d і довжиною 0,3d. Вихідна кромка сопла, як і у діафрагми повинна бути гострою, без заокруглення. Вона захищена при вході нішею. Тиск можна відбирати через окремі отвори, при допомозі камер та кільцевих щілин. Торцева поверхня сопла повинна бути полірована і не мати видимих неозброєним оком нерівностей. Профіль сопла перевіряється шаблоном, причому радіуси заокруглень можуть відрізнятися від номінальних розмірів не більше, ніж на 10% при і 0,05% при .

Малюнок 3.2- Нормальне сопло - камерне.

Нормальна труба (сопло Вентурі). Стандартне сопло Вентурі складається із профільної вхідної частини, циліндричної середньої частини і конічної вихідної частини – дифузора. Профільна частина виконується такою ж, як в нормальному соплі. Циліндрична частина з`єднується з конічною без спряження по радіусу.

Стандартні сопла Вентурі застосовуються в трубопроводах діаметром більше 50 мм, якщо і d > 20 мм. Кут конуcності дифузора виконується в межах .

 

Малюнок 3.3- Нормальна труба Вентурі.

Існують чотири конструктивні різновиди труби Вентурі зі сопловим і конічним входами, з довгими та короткими дифузорами. Вхідна частина Вентурі до місця відбору від`ємного (меншого) тиску має той же профіль, що і нормальне сопло. Додатній (більший) тиск відбирають за допомогою кільцевої камери і за допомогою окремих засвердлювань, від`ємний – за допомогою окремих засвердлювань.

Діафрагми технологічно дуже прості і в межах m<0,3 мають менші граничні числа Рейнольдса (Rе_пр), ніж сопла та труби Вентурі. В той же час втрати тиску у соплах та трубах Вентурі значно менші. Точність вимірювання витрат газів та пари при використанні сопел, при діаметрах трубопроводів менших 300 мм, вище ніж при використанні діафрагм. Надійність сопел та труб Вентурі пов`язана із змінами коефіцієнту витрат, а при спрацюванні та забрудненні вхідного профілю звужуючого пристою, значно вища ніж у діафрагм.

Дійсний діаметр циліндричної частини отвору звужуючого пристрою визначають як середнє арифметичне результатів вимірювань не менше як у чотирьох рівновіддалених один від одного діаметральних напрямках. Результати окремих вимірювань не повинні відрізнятися від середнього значення більш як на 0,05%.

Для стандартних сопел, сопел та труб Вентурі діаметр визначають на початку та в кінці циліндричної частини отвору.

При виготовленні та періодичних повірках ЗП(звужуючий пристрій) гранична відносна похибка вимірювання діаметру отвору не повинна перевищувати для діафрагм, сопел та сопел Вентурі ±0,2; для труб Вентурі ±0,1.

Ущільнення повинні бути виготовлені та встановлені таким чином, щоб вони не заходили ні в середину труби, ті в отвори для відбору тиску. Товщина ущільнень не повинна перевищувати 0,03 Д_20.

Перепад тиску при кутовому способі відбору необхідно вимірювати через окремі циліндричні отвори або через дві кільцеві камери, з`єднані з внутрішньою поверхнею трубопроводу кільцевою щілиною або групою рівномірно розташованих по колу отворів.

Кільцева камера виконується безпосередньо в “тілі” ЗП, або в кожному з фланців, або у спеціальній проміжній деталі – корпусі.

При малих тисках кільцева камера може бути утворена пустотою трубки, зігнутою довкола трубопроводу в кільце або прямокутник.

Обойма, камера та отвори для вимірювання перепаду тиску повинні задовольняти вимоги: внутрішня кромка отвору (у трубопроводі, фланці, обоймі, камері) повинна бути без задирів, пропонується заокруглити кромку по радіусу, який не перевищує 0,1 діаметру отвору. Вісь отвору повинна утворювати з віссю звужуючого пристрою кут 90° для камерних діафрагм.

Розмір с (діаметр окремого отвору, діаметр отвору або ширина кільцевої щілини, які з`єднають камеру з трубопроводом) при m=0,45 не повинен перевищувати 0,03 Д₂₀ , а при m<0,45 повинен знаходитись у межах 0,01 Д₂₀ <с<0,02 Д₂₀. Одночасно треба виконувати слідуючі умови:

– для чистих рідин та газів 1мм<с<12мм;

– для пари та рідини, при зміні перепаду тиску через окремі отвори 4мм<с<12мм;

– при зміні перепаду тиску через камери 1мм<с<12мм.

Площа діаметрального (повздовжнього) перерізу камери, визначена по одну сторону від осі трубопроводу, повинна бути не менше V₂ площі кільцевої шини або групи отворів, які з`єднають камеру з внутрішньою стороною трубопроводу. Математично ця умова виражається для кільцевої камери

1ab>-nd;

де n – кількість отворів;

d – площа одного отвору.

Внутрішній діаметр корпусу камери або обойми повинен дорівнювати (з допустимим відхиленням ±1%) діаметру трубопроводу.

Товщина h стінки корпусу камери або довжина циліндричної частини окремого отвору, рахуючи від внутрішньої поверхні трубопроводу (фланця, обойми), повинна бути не менше 2с.

Література та посібики

1 Гаузнер С.И., Кивилис С.С., Осокина А.П., Павловський А. Н. Измерение массы, объема и плотности. – М.: Издательство стандартов,1992.

2. Мурин Г.А. Теплотехнические измерения. – М.: Энергия,1979.

3. Преображенський В.П. Теплотехнические измерения температуры. – М.: Издательство стандартов,1970.

4. Цейтлин В.Г. Техника измерений расхода и количества жидкостей, газов и паров. – М.: Издательство комитета стандартов, мер и измерительных приборов при Совете министров СССР,1968.

5 Контрольні питання

5.1. Фізична суть вимірювання витрат по методу змінного перепаду тиску

5.2 Основні типи звужуючих пристроїв

5.3 Особливості конструкції ЗП

5.4. Як визначається модуль діафрагми?

5.5. Режими руху вимірювального середовища?

5.6 Як визначається коефіцієнт витрат?

5.7 Від чого залежить перепад тиску на звужуючому пристрої?

Відповіді на контрольні запитання

Порядок виконання завдання

6.1 Вивчити конструкцію і принцип дії основних звужуючих пристроїв.

6.2 Згідно конкретних вихідних даних провести розрахунок звужуючого пристрою.

6.3 По результатам розрахунків зробити висновок