Методы измерения расхода жидкости и газа. Типы расходомеров и их краткие технические характеристики.

Классификация средств измерения расхода. Счетчики и расходомеры.

 

Поток жидкости или газа количественно характеризуется 2-я понятиями: средней скоростью и расходом.

Расходом называется количество газа или жидкости, протекающее через поперечное сечение трубопровода в единицу времени.

В СИ расход может быть:

- объёмный Q, выражается в м³/с.

- массовый М, выражается в кг/с.

Внесистемной единицей измерения расхода является литр в секунду (л/с).

 

Массовый и объёмный расходы связаны между собой зависимостью:

М = Q r, где r - плотность газа или жидкости.

 

Средней скоростью потока называется отношение объемного расхода к площади поперечного сечения потока:

n _ср = Q / F, где Q - объёмный расход газа (жидкости).

              F – площадь поперечного сечения потока.

 

        

 

 

Физически n _ср представляет собой постоянную во всех точках сечения величину скорости потока, однако в следствии влияния сил вязкости скорость по сечению потока распределяется не равномерно. Максимальную скорость имеет поток в центре сечения. При удалении от центра скорость потока уменьшается до нуля у стенок трубы.

В промышленности учет расхода жидкостей, пара и газа ведут с помощью двух групп приборов расходомеров и счётчиков.

 Расходомеры - измеряют расход вещества, т. е. его количество, протекающее по трубопроводу в единицу времени. Различают расходомеры постоянного и переменного перепада давления.

 

Счетчики количества - измеряют суммарный объем или массу вещества, протекающего по трубопроводу. Различают скоростные и объёмные счётчики.

Часть расходомеров оборудована счетными устройствами, слу­жащими, как для измерения расхода, так и для определения суммар­ного расхода за определенный промежуток времени.

 

Расходомеры постоянного перепада давления

Действие расходомеров постоянного перепада основано на измерении расхода с помощью поплавка, перемещающегося внутри конической трубки под действием выталкивающего давления жидкости или газа, подаваемых снизу. Отдельного сужающего ус­тройства такие приборы не имеют.

Наибольшее распространение получили расходомеры-ротаметры. Ротаметры выпускают для местного измерения расхода без дистанционной передачи показаний, с электрической дистан­ционной передачей показаний.

Принцип действия ротаметра состоит в следующем. Поток измеряемой жидкости или газа, перемещаясь внутри трубки снизу вверх, поднимает поплавок. Его подъем вызван тем, что в кольцевом зазоре между поплавком и стенкой трубки образуется перепад давления, который зависит от скорости движения потока и размеров зазора. При этом давление на поплавок снизу бывает больше, чем сверху.

Во время подъема поплавка кольцевой зазор увеличивается, так как трубка внутри имеет конусную форму, а перепад давления уменьшается. По мере подъема поплавка на него будет действовать снизу все меньшая сила, остановится он на том уровне в трубке, при котором его масса будет уравновешена перепадом давления. Высота подъема поплавка зависит от расхода: чем больше расход, тем выше поднимается поплавок. Расход определяют по положению поплавка относительно шкалы, нанесенной на стенке стеклянной трубки.

Основные достоинства расходомеров обтекания — простота конструкции и эксплуатации, высокая чувствительность, малая стоимость, возможность измерения малых расходов, значительный диапазон измерения, возможность измерения расхода агрессивных сред;

не­достатки — большая чувствительность к температурному изме­нению вязкости (особенно при измерении малых расходов), невозможность измерения расхода загрязненных жидкостей и газов, из которых выпадают осадки.