Расходомер переменного перепада давления

Лабораторная работа № 5. 

Расходомер переменного перепада давления.

 Цель работы.

1.  Изучить принцип действия расходомера . Математическая модель  первичного преобразователя расхода.

2.  Изучить конструкцию датчиков расхода .

3.  Ознакомиться с устройством и работой расходомерного стенда.

4.  Исследовать градуировку диафрагмы и расходомерного канала измерения расхода.

5.  Экспериментально исследовать статические и динамические характеррасходомера.

1.  Теоретическая часть.

 Количество жидкости, газа или пара, проходящее через сечение трубопровода в единицу времени, называется расходом. Количество вещества выражают в объемных и массовых (весовых) единицах.

 Зависимость между массовым и объемным расходами выражается формулой

                                                        G=Q × J,                                                ( 1 )

 где :

G – массовый расход, кг/с,

Q – объемный,м*/с,

 J- плотность, кг/м*.

 Приборы, служащие для измерения текущего (мгновенного) расхода называются  расходомерами.

Приборы, измеряющие непрерывный расход с определенного  момента времени (начало отсчета), называются счетчиками. Они определяют количество, пройденного через сечение вещества за определенный отрезок времени (т/сут , л/час, м*/мин).

 В работе исследуется метод переменного перепада давления . Это наиболее распространенный метод в нефтяной и газовой промышленности ввиду его универсальности и простоты исполнения приборов.

 В трубопроводе устанавливается неподвижное сужающее устройство  ( диафрагма, сопло, труба Винтури ), создающее местное сужение потока. Так как часть потенциальной энергии при прохождении потока через него переходит в кинетическую, статическое давление в сужении сечения становится меньше статического давления перед сужающим устройством.

При этом разность давлений до и после сужения тем больше, чем больше расход.

Следовательно, разность давлений (перепад давлений) может служить мерой расхода.

На рис.1  представлено сужающее устройство а также график изменения давления по длине трубопровода при прохождении потока через диафрагму. При этом необходимо различать давление у стенки трубы и по ее оси. Как видно из графика, давление в одном и том же сечении трубопровода неравномерно: непосредственно перед диафрагмой у стенки трубы оно возрастает (скорость уменьшается в этом месте за счет гидравлического удара о стенку диафрагмы), а в центре трубы – уменьшается (вследствие увеличения скорости). В дальнейшем давление постепенно восстанавливается, но не целиком, так как имеют место потери на трение, завихрение, удары и др. Это так называемые безвозвратные потери   Pr=P1-P3.