Технологические измерения и приборы ЦБП. Разработка системы контроля и измерения технического объекта

связи с этим вводят поправочный коэффициент на расширение измеряемой среды и тогда уравнение расхода примет вид:

[м³/час];

Основным параметром, определяющим величину коэффициента ε, является отношение P₂/P₁ или ΔP/P₁, т.е. плотность среды при прохождении через сужающее устройство изменяется.

          Методика и порядок расчета сужающих устройств.

На практике существует два типовых случая расчета:

1 – определение расхода по данным размерам: диаметр трубопровода D, диаметр СУ d, перепад давлений ΔР.

2 – определение диаметра отверстия СУ по заданному максимальному и минимальному расходам, диаметру трубопровода и параметрам среды.

2.1 – выбор максимального перепада давления. Желательно выбирать наибольшие перепады, т.к. при этом уменьшается m, а это повышает точность измерений, уменьшает отрицательное влияние местных трубопроводов.

Согласно ГОСТ перепад давления выбирается из ряда:

A = [1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,2; 4; 5; 6,3; 8]*10ⁿ.

Верхний перепад давления должен соответствовать заданному максимальному расходу.

2.2 – по заданному максимальному расходу и диаметру трубопровода подсчитывают вспомогательную величину:

Q_шк.max и G_шк.max = N_шк.max – верхний предел измерений по шкале дифманометра.

Если потери давления в СУ не имеют решающего значения, то по вспомогательной величине для m = 0,2 определяется:

[кгс/м²];   где:

с – выбираем либо А, либо Б;

α_и – измеренный коэффициент;

По найденному ΔP_max для жидкостных дифманометров определяют разность высот столбов жидкости.

Если потеря давления в СУ не должна превышать определенной заданной   величины, то, прежде всего, необходимо определить величину потери давления при расходе, равном  верхнему пределу показаний дифманометра.

[кгс/м²]

P_П.Д. – допустимые потери давления при заданном Q_max;   P_П.Д. = 0,01P_ПΔP_max

P_П – потери давления в % перепада давления для m = 0,2.

Если окажется, что P_П.Д.≤P_П.Д.max, то по подсчитанному значению h₂₀ перепад уровней на манометре находят два ближайших значения (наименьшее и наибольшее) h_20max, определяют для них ΔP_max и выбирают то значение, для которого P_П.Д.≤P_П.Д.max

Если окажется, что P_П.Д.>P_П.Д.max, то определяют ΔP_max = 2 P_П.Д.max для диафрагм и сопел. Подсчитывают величину h₂₀ по ней также выбирают два ближайших значения (наименьшее и наибольшее) h_20max, определяют допустимую потерю давления, выбирают P_П.Д.≤P_П.Д.max и принимают h_20max для выбранного P.

Если температура измеряемой жидкости выше 50⁰С, то диаметр трубы D в нормальных рабочих условиях:

где:

α – средний коэффициент линейного расширения материала трубы;

K_t1 – поправочный множитель, учитывающий тепловое расширение трубопровода.

2.3 – пользуясь формулой [Ф], вычисляют поправочный коэффициент mα:

Для полученных значений mα и заданного диаметра D по таблицам и графикам

(правил 27-54) для нормальных СУ определяют значение модуля m.

2.4 – диаметр СУ определяют по формуле: [мм].

Эта формула справедлива при температурах не выше 50⁰С и когда коэффициенты линейного расширения материалов трубы и диафрагмы близки по величине. Если указанные условия не соблюдаются, то диаметр СУ рассчитывается по формуле:

Рассчитанное значение величины расхода не должно отличаться более чем на 0,2% от величины верхнего предела показаний по шкале прибора.

2.5 – установка необходимой длины прямых участков трубопровода до и после СУ; расчет погрешностей измерений.

При установке сужающих устройств следует соблюдать следующие основные правила:

1. Как во всех расходомерах, реализующих косвенный метод измерения расхода по скорости,    в расходомерах переменного перепада давления необходимым условием их применения является полное заполнение трубопровода веществом, фазовое состояние которого не изменяется при сужении и которое не зашламляет трубопровод в месте установки сужающего устройства.

2. Поток измеряемой среды до и после мест установок сужающих устройств должен быть установившимся. Для этого сужающие устройства устанавливают на прямых участках трубопроводов:

L₁ – длина прямого участка трубопровода до места установки сужающего устройства;

L₂ – длина прямого участка трубопровода после сужающего устройства. Длины прямых участков трубопроводов составляют