За да се получат сравними резултати от измерването, обемният дебит на газ или пара се довежда до стандартни условия.

Устройствата, които измерват потока на веществото, се наричат разходомери.Наричат ​​се инструменти, които измерват количеството вещество, преминаващо през даден участък от тръбопровода за определен период от време броячи на количества.В този случай количеството на веществото се определя като разлика между две последователни показания на измервателния уред в началото и в края на този период от време. Показанията на измервателния уред се изразяват в единици обем, по-рядко в единици маса. Устройство, което измерва едновременно потока и количеството на дадено вещество, се нарича разходомер с брояч. Дебитомерът измерва текущия дебит, а броячът интегрира текущите дебити.

Напоследък границата между измервателни уреди и разходомери практически изчезна. Разходомерите са оборудвани със средства за определяне на количеството течност или газ, а измервателните уреди със средства за определяне на потока, което дава възможност за комбиниране на измервателни уреди и разходомери в една група устройства - разходомери.

Нарича се устройство (диафрагма, дюза, тръба под налягане), което директно възприема измерения дебит и го преобразува в друго количество, удобно за измерване (например в разлика в налягането). преобразувател на потока.

Принципът на работа на разходомери от тази група се основава на зависимостта на спада на налягането, създаден от стационарно устройство, монтирано в тръбопровода, от дебита на веществото.

Когато измервате потока, като използвате метода на променливия спад на налягането в тръбопровод, през който тече средата, задайте стягащо устройство(SU), създавайки локално стесняване на потока. Поради прехода на част от потенциалната енергия на потока в кинетична енергия, средната скорост на потока в стеснения участък се увеличава. В резултат на това статичното налягане в тази секция става по-малко от статичното налягане пред блока за управление. Колкото по-голяма е скоростта на потока на течащата среда, толкова по-голяма е разликата в тези налягания и следователно може да служи мярка за потребление.Спад на налягането в контролния блок (фиг. 78, а)равно на

където е налягането на входа на ограничителното устройство; - налягане на изхода.

Измерването на дебита на дадено вещество чрез метода на диференциалното променливо налягане е възможно при следните условия:

1) потокът от вещество запълва цялото напречно сечение на тръбопровода;

2) потокът на веществото в тръбопровода е практически постоянен;

3) фазовото състояние на веществото, преминаващо през GC, не се променя (течността не се изпарява; газовете, разтворени в течността, не се десорбират; парата не кондензира).

Ориз. 5.78. Разходомери с променливо диференциално налягане:

А— структура на потока, преминаващ през диафрагмата; б —разпределение на статичното налягане Рблизо до диафрагмата по дължината на тръбопровода; / - стеснително устройство (диафрагма); 2 — импулсни тръби; 3 — -образен диференциален манометър; - напречно сечение на потока на веществото, в което не се отразява смущаващото влияние на диафрагмата; — напречно сечение на потока на материята в мястото на нейното най-голямо свиване; c - дюза; G -Вентури дюза

Стандартните дюзови устройства се използват широко като дюзови устройства за измерване на потока на течности, газове и пара. Те включват стандартна диафрагма, дюза ISA 1932, тръба на Вентури и дюза на Вентури.

Дюза ISA 1932 (наричан по-нататък дюзата) е контролен блок с кръгъл отвор, който има плавно стесняваща се секция на входа с профил, образуван от две свързващи дъги, превръщащи се в цилиндрична секция на изхода, наречена шийка ( Фиг. 78, V).

Поточна тръба на Вентури(наричана по-нататък тръба на Вентури) е управляващ блок с кръгъл отвор, който има конусовидна стесняваща се секция на входа, преминаваща в цилиндрична секция, свързана на изхода с разширяваща се конична част, наречена дифузьор.

Вентури- Тръба на Вентури със стесняваща се входна секция под формата на дюза ISA 1932 (фиг. 78, Ж).

Тези най-проучвани средства за измерване на потока и количеството течности, газ и пара могат да се използват при всяко налягане и температура на измерваната среда.

Монтираме диафрагмата в тръбопровода така, че центърът на нейния отвор да е върху оста на тръбопровода (фиг. 78, А).Стесняването на потока на материята започва преди диафрагмата, на известно разстояние зад диафрагмата потокът достига минималното си напречно сечение. След това потокът постепенно се разширява до пълното си напречно сечение. На фиг. 78, bпоказва разпределението на налягането по стената на тръбопровода (плътна линия), както и разпределението на налягането по оста на тръбопровода (пунктирана линия). Налягането на потока в близост до стените на тръбопровода след SS не достига предишната си стойност от размера на безвъзвратните загуби, причинени от турбулентност, удар и триене (значителна част от енергията се изразходва).

Вземането на проби от статични налягания е възможно с помощта на свързващи импулсни тръби 2, поставени в отворите, разположени преди и след диафрагмата / (фиг. 78, А),и измерването на разликата в налягането е възможно с помощта на някакъв вид диференциален метър за налягане (в този случай - манометър за диференциално налягане 3).

Дюза (фиг. 78, V)Конструктивно е изработен под формата на дюза с кръгъл концентричен отвор, който има плавно стесняваща се част на входа и развита част на изхода. Профилът на дюзата осигурява почти пълно компресиране на потока на материята и следователно площта на цилиндричния отвор на дюзата може да се приеме равна на минималното напречно сечение на потока, т.е. Характерът на разпределението на статичното налягане в дюзата по дължината на тръбопровода е същият като този на диафрагмата. Изборът на налягането е еднакъв преди и след дюзата, както при диафрагмата.

Вентури дюза (фиг. 78, G)структурно се състои от цилиндрична входна секция; плавно стесняваща се част, превръщаща се в къса цилиндрична част; от разширяваща се конична част - дифузьор. Дюзата на Вентури, благодарение на дифузора, има по-малка загуба на налягане от диафрагмата и дюзата. Характерът на разпределението на статичното налягане в дюзата на Вентури по дължината на тръбопровода е същият като този на диафрагмата и дюзата. Налягането се отстранява с помощта на две пръстеновидни камери, всяка от които е свързана с вътрешната кухина на дюзата на Вентури чрез група от отвори, равномерно разположени по обиколката.

Сега уравнението на обемния поток за несвиваем флуид приема формата:

Като вземем предвид въвеждането на корекционния коефициент e, който отчита разширението на измерваната среда, накрая пренаписваме уравнението:

За несвиваема течност коефициентът на корекция e е равен на единица; при измерване на дебита на свиваеми среди (газ, пара) коефициентът на корекция се определя с помощта на специални номограми.

Стандартните ограничителни устройства могат да се използват заедно с диференциални манометри за измерване на потока и количеството на течности, газове и пара в кръгли тръбопроводи (на всяко място).

Ако е необходимо да се използват ограничителни устройства на тръбопроводи с малък диаметър, те трябва да бъдат индивидуално калибрирани, т.е.

Експериментално определяне на зависимостта

Най-често срещаните са осем варианта на типове системи за управление: диафрагми с ъглови, фланцови и трирадиусни методи за избор на налягане, дюзи ISA 1932, тръби на Вентури с обработена и необработена конична част, къси и дълги, дюзи на Вентури къси и дълги. Стандартните диафрагми се използват при условие 0,2 и Ven-

тури - при. Конкретният тип ограничително устройство се избира по време на изчислението в зависимост от условията на използване, необходимата точност и допустимата загуба на налягане.

За да се запази геометричното сходство, системите за управление трябва да бъдат произведени в съответствие с изискванията за най-често срещаните стеснителни устройства - диафрагми, показани на фиг. 12.4. Краищата на диафрагмата трябва да са плоски и успоредни един на друг. Грапавостта на края трябва да бъде в рамките на D, изходящият край трябва да има грапавост в рамките на 0,01 mm. Ако диафрагмата се използва за измерване на скоростта на потока в двете посоки, тогава двата края трябва да бъдат обработени с грапавост не повече от, в този случай няма конично разширение и ръбовете от двете страни трябва да са остри с радиус на кривина от не повече от 0,05 mm. Ако радиусът на кривината не надвишава 0,0004d, тогава корекционният коефициент за неостротата на предния ръб се приема равен на единица. Прим това условие е изпълнено. Грапавостта на повърхността на отвора не трябва да надвишава

Ориз. 12.4. Методи за вземане на проби от налягане:

а - през отделни отвори; b - от пръстеновидни камери (ъглови методи); c - проходни отвори във фланците (метод на фланеца с l1 = l2 = 25,4 mm, три радиуса - с l1 = D и l2 = 0,5D)

Дебелината на диафрагмата E трябва да бъде в диапазона до 0,05D, дебелината се определя от условието за липса на деформация под въздействието на Δpv с известна граница на провлачване на материала. Ако действителната дебелина на диафрагмата е по-малка от изчислената, тогава грешката δE се добавя към грешката при определяне на коефициента на изтичане (12.18).

Дължината на цилиндричната част на отвора на диафрагмата трябва да бъде в диапазона от 0,005D до 0,02D; ако дебелината надвишава последната цифра, тогава от изходния край се прави конична повърхност с ъгъл на конус от 45 ± 15 °.

Налягането p1 и p2 се вземат по ъглов метод или през отделни цилиндрични отвори (фиг. 12.4, а) или от две пръстеновидни камери, всяка от които е свързана към вътрешната кухина на тръбопровода чрез пръстеновиден слот или група от отвори равномерно разпределени по обиколката (фиг. 12.4, б). Дизайнът на устройствата за избор на диафрагми и дюзи е същият. Устройствата с дюзи с пръстеновидни камери са по-удобни за използване, особено при наличие на локални смущения на потока, тъй като пръстеновидните камери осигуряват изравняване на налягането около обиколката на тръбата, което позволява по-точно измерване на спада на налягането със скъсени прави участъци на тръбата. тръбопровод

При методите за избор на налягане с фланец и три радиуса, диференциалът се измерва през отделни цилиндрични отвори, разположени на разстояние в първия случай
mm, а във втората от равнините на диафрагмата (фиг. 12.4, c). Коефициентът на изтичане C зависи от метода за избор на налягане.

При инсталиране на ограничителни устройства е необходимо да се спазват редица условия, които влияят на грешката при измерване.

Ограничителното устройство в тръбопровода трябва да бъде разположено перпендикулярно на оста на тръбопровода. За диафрагмите неперпендикулярността не трябва да надвишава 1°. Оста на ограничителното устройство трябва да съвпада с оста на тръбопровода. Изместването на оста на отвора на ограничителното устройство спрямо оста на тръбопровода не трябва да надвишава Ако преместването на оста надвишава определената стойност, но е по-малко, тогава δex = 0,3% се добавя към грешката на коефициента на изпускане в (12.18). Ако изместването на оста надвишава определената гранична стойност, тогава инсталирането на системата за управление не е разрешено.

2D участъкът на тръбопровода преди и след ограничителното устройство трябва да е цилиндричен, гладък, да няма издатини по него, както и видими израстъци и неравности от нитове, заваръчни шевове и др. Тръбопроводът се счита за цилиндричен, ако отклонението на диаметъра не надвишава средната му стойност. В противен случай, ако на разстояние lh до системата за управление, височината на перваза h отговаря на две условия

тогава δh = 0,2% се добавя към грешката на коефициента на изтичане.

Важно условие е необходимостта от осигуряване на постоянен поток преди влизане в отвора и след него. Този поток се осигурява от наличието на прави участъци от тръбопровода с определена дължина преди и след ограничителното устройство. В тези зони не трябва да се монтират устройства, които биха могли да нарушат хидродинамиката на потока на входа или изхода на ограничителното устройство. Дължината на тези секции трябва да бъде такава, че изкривяванията на потока, въведени от колена, клапани и тройници, да могат да бъдат изгладени, преди потокът да се приближи до ограничителното устройство. Трябва да се има предвид, че изкривяванията на потока пред ограничителното устройство са по-значителни и много по-малко важни зад него, следователно клапаните

Таблица 12.2

Най-малките относителни дължини на линейния участък спрямо диафрагмата

№	Име на местната съпротива	Коефициенти			Р
		ак	ДА СЕ	ск	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,75	0,8
1	Шибър, сферичен кран с равен отвор	11,5	82	6,7	12	12	12	13	15	19	24	30
2	Щепсел кран	14,5	30,5	2,0	16	18	20	23	26	30	И	34
3	Спирателен кран, вентил	17,5	64,5	4,1	18	18	19	22	26	А	38	44
4	Амортисьор	21,0	38,5	1,4	25	29	32	36	40	45	4/	50
5	объркан	5,0	114	6,8	5	5	6	6	U	16	11	зи
6	Симетрично рязко стесняване	30,0	0,0	0,0	30	30	30	30	30	30	30	30
7	Дифузьор	16,0	185	7,2	16	16	17	18	21	31	40	E4
8	Симетрично рязко разширение	47,5	54,5	1,8	51	54	58	64	70	77	80	84
9	Единичен лакът	10,0	113	5,2	10	11	11	14	18	28	36	46

и вентилите, особено контролните вентили, се препоръчва да се монтират след системата за управление. Дължината Lк на правия участък пред ограничителното устройство зависи от относителния диаметър β, диаметъра на тръбопровода D и вида на локалното съпротивление, разположено преди правия участък,

Постоянни коефициенти в зависимост от вида на местното съпротивление. Тяхната величина и най-малките стойности на Lк1/D за девет вида местни съпротивления са дадени в табл. 12.2.

И така, за вида на местното съпротивление „Кран, сферичен кран с пълен отвор“ при, при Дължината на правия участък L2 след ограничителното устройство зависи само от броя For и при = 0,8 е разрешено да се намали дължината на правите участъци пред системата за управление до стойност, която причинява допълнителна грешка δL, която няма да надвишава ±1%. Грешката се сумира със стойността δс0 и се изчислява по формулата

където е отношението на действителната дължина на правия участък към изчислената. Точността съответства

Допуска се намаляване на дължината на линейния участък след системата за управление наполовина, но в този случай допълнителната грешка към коефициента на отработените газове ще бъде

Необходимо е контролираната среда да запълва цялото напречно сечение на тръбопровода и фазовото състояние на веществото да не се променя при преминаване през ограничителното устройство. Кондензация, прах, газове или утайки, отделяни от контролираната среда, не трябва да се натрупват в близост до ограничителното устройство.

Диференциалният манометър е свързан към стеснителното устройство чрез две свързващи линии (импулсни тръби) с вътрешен диаметър най-малко 8 mm. Допуска се дължина на свързващите линии до 50 m, но поради възможността за големи динамични грешки не се препоръчва използването на линии, по-дълги от 15 m.

За правилно измерване на потока спадът на налягането на входа на диференциалния манометър трябва да бъде равен на разликата в налягането, развита от ограничителното устройство, т.е. разликата от ограничителното устройство към диференциалния манометър трябва да се предава без изкривяване.

Това е възможно, ако налягането, създадено от средната колона в двете свързващи тръби, е еднакво. В реални условия това равенство може да бъде нарушено. Например, при измерване на потока на газ, причината за това може да бъде натрупването на кондензат в неравномерни количества в свързващите линии, а при измерване на потока на течност, напротив, натрупването на освободени газови мехурчета. За да се избегне това, свързващите линии трябва да са или вертикални, или наклонени с наклон най-малко 1:10, а в краищата на наклонените секции трябва да има колектори за конденз или газ. Освен това двете импулсни тръби трябва да се поставят една до друга, за да се избегне неравномерното им нагряване или охлаждане, което може да доведе до различна плътност на течността, която ги пълни, и следователно до допълнителна грешка. При измерване на парния поток е важно да се осигурят еднакви и постоянни нива на кондензат в двете импулсни тръби, което се постига чрез използване на изравнителни съдове.

Няколко диференциални манометъра могат да бъдат свързани към едно стеснително устройство. В този случай е разрешено свързването на свързващите линии на един диференциален манометър към свързващите линии на друг.

При измерване на потока на течността се препоръчва да се монтира диференциален манометър под ограничителното устройство 1, което предотвратява навлизането на газ, който може да се отдели от течащата течност, в свързващите линии и диференциалния манометър (фиг. 12.5, а).

Ориз. 12.5. Диаграма на свързващите линии при измерване на потока на течността с дифматометър, монтиран под (i) и над (b) ограничителното устройство:

1 - стеснително устройство; 2 - спирателни вентили; 3 - продухващ клапан; 4 - газови колектори;

5 - разделителни съдове

За хоризонтални и наклонени тръбопроводи свързващите линии трябва да бъдат свързани чрез спирателни вентили 2 към долната половина на тръбата (но не в самото дъно), за да се предотврати навлизането на газ или утайка в линиите от тръбопровода. Ако диференциалният манометър все още е монтиран над ограничителното устройство (фиг. 12.5, b), тогава в най-високите точки на свързващите линии е необходимо да се монтират газови колектори 4 с продухващи клапани. Ако свързващата линия се състои от отделни секции (например при заобикаляне на препятствие), тогава газовите колектори се монтират в най-високата точка на всяка секция. При монтиране на диференциален манометър над ограничителното устройство, тръбите в близост до последното се полагат с U-образна чупка, спускаща се под тръбопровода с най-малко 0,7 m, за да се намали възможността за навлизане на газ в свързващите линии от тръбата. Свързващите тръбопроводи се продухват през клапани 3.

При измерване на дебита на агресивни среди в свързващите линии възможно най-близо до ограничителното устройство се монтират сепарационни съдове 5. Свързващите линии между разделителния съд и диференциалния манометър и самия съд се пълнят частично с неутрална течност , чиято плътност е по-голяма от плътността на измерваната агресивна среда. Останалата част от съда и линиите до отвора се пълнят с контролирана среда. Следователно интерфейсът между контролираната среда и разделителната течност е вътре в съда и нивата на интерфейса в двата съда трябва да бъдат еднакви.

Разделителната течност е подбрана така, че да не взаимодейства химически с контролираната среда, да не се смесва с нея, да не образува отлагания и да не е агресивна към материала на съдовете, свързващите линии и диференциалния манометър. Най-често използваните сепариращи течности са вода, минерални масла, глицерин и водно-глицеринови смеси.

При измерване на газовия поток се препоръчва да се монтира измервателят на диференциалното налягане над ограничителното устройство, така че кондензатът, образуван в свързващите линии, да може да тече в тръбопровода (фиг. 12.6, а). Свързващите линии трябва да бъдат свързани чрез спирателни вентили 2 към горната половина на ограничителното устройство, препоръчително е да се поставят вертикално. Ако вертикалното полагане на свързващите линии не е възможно, тогава те трябва да бъдат положени с наклон към тръбопровода или колекторите за кондензат 4. Подобни изисквания трябва да бъдат изпълнени, когато диференциалният манометър е разположен под ограничителното устройство (фиг. 12.6, b). При измерване на дебита на агресивен газ в свързващите линии трябва да се включат сепарационни съдове.

Ориз. 12.6. Диаграма на свързващите линии при измерване на газовия поток с инсталирането на диференциален манометър над (i) и под (b) ограничителното устройство:

1 - стеснително устройство; 2 - спирателни вентили; 3 - продухващ клапан; 4 - колектор за кондензат

Ориз. 12.7. Диаграма, обясняваща целта на изравняването на кондензационните съдове при измерване на потока на пара:

a-c - етапи на измерване на разликата в налягането

При измерване на потока на прегрята водна пара, неизолираните свързващи линии са пълни с кондензат. Нивото на конденза и температурата в двата тръбопровода трябва да бъдат еднакви при всеки дебит.

За стабилизиране на горните нива на кондензат в двете свързващи линии, в близост до ограничителното устройство са монтирани изравнителни кондензационни съдове. Целта на изравнителните съдове може да бъде обяснена с помощта на фиг. 12.7. Да приемем, че при липса на изравнителни съдове и определен парен поток нивото на кондензат в двете импулсни тръби е еднакво. Тъй като дебитът на ограничителното устройство се увеличава, спадът на налягането се увеличава, което води до компресиране на долната мембранна кутия и разтягане на горната (фиг. 12.7, b). Поради промени в обемите на кутиите, кондензатът от „положителната“ импулсна тръба ще потече в долната, „плюсова“ камера на диференциалния манометър, което ще доведе до намаляване на нивото в него с количество h. От горната, „минус“ камера на диференциалния манометър, кондензатът ще бъде изтласкан в импулсната тръба и в паропровода, но височината на кондензната колона ще остане непроменена. Получената разлика в нивата на кондензат създава спад на налягането hρg, което намалява спада на налягането в стеснително устройство. По този начин диференциалният манометър ще бъде повлиян от разликата, т.е. Показанията на разходомера ще бъдат подценени. Лесно е да се види, че абсолютната грешка на измерване ще нараства с увеличаване на промените в дебита.

Очевидно грешката може да бъде намалена чрез намаляване на h. За да направите това, в краищата на импулсните тръби са монтирани изравнителни кондензационни съдове (фиг. 12.8) - хоризонтално разположени цилиндри с голямо напречно сечение. Тъй като напречното сечение на тези съдове е голямо, потокът от кондензат от тях ще промени малко нивото си, така че разликата Δpd, измерена с диференциален манометър, може да се счита за равна на разликата в стеснително устройство.

Ориз. 12.8. Диаграма на свързващите линии при измерване на потока на пара с инсталирането на диференциален манометър под (а) и над (б) ограничителното устройство:

1 - стеснително устройство; 2 - изравнителни съдове; 3, 4 - спирателни и продухващи вентили;

Променливи диференциални разходомерисе състоят от устройства, които образуват локално стеснение в тръбопровода (ограничителни устройства) и диференциални манометри за диференциално налягане.

Принципът на действие на стесняващите устройства е следният: когато поток от течност, газ или пара тече в стеснен участък на тръбопровода, част от потенциалната енергия на налягането се превръща в кинетична енергия. Средният дебит се увеличава, в резултат на което се създава спад на налягането в стеснителното устройство, чиято величина зависи от дебита на веществото.

Констрикционните устройства се разделят на две групи: нормализирани и ненормализирани. Първата група включва диафрагми, дюзи и тръби на Вентури. Диафрагмите и дюзите се монтират в кръгли тръбопроводи с диаметър най-малко 50 mm, а тръбата на Вентури - в тръбопровод с диаметър най-малко 100 mm.

Втората група ограничителни устройства включва двойни диафрагми, дюзи с профил 1/4 кръг и други устройства, които се използват за измерване на потока на вискозни течности с малки диаметри на тръбопроводи.

Диафрагми(Фиг. 31) има камера А - избор на импулси на налягане с помощта на пръстеновидни камери и безкамерна B - избор на импулси на налягане с помощта на отвори (Таблица 13). Дебелината на диафрагмения диск трябва да бъде по-малка от 0,1 D (D е номиналният диаметър на тръбопровода).

Камерни диафрагмисе състои от диск, уплътнение и две пръстеновидни камери. Пръстеновидните камери измерват налягането преди и след диафрагмата. Дебелината на диска е 3 мм за тръбопроводи с диаметър D< 150 мм и 6 мм для трубопроводов диаметром 150 < D < 400 мм.

Дюзите могат да се използват за тръби с диаметър най-малко 50 mm. Диаграмата на дюзата е показана на фиг. 32. Горната част съответства на избора на импулси на налягане с помощта на пръстеновидна камера, долната част съответства на избора с помощта на отвори. Произвеждат се в малки серии.

Тръбата на Вентури има постепенно стесняващо се напречно сечение, което след това се разширява до първоначалния си размер. Поради тази форма загубата на налягане в него е по-малка, отколкото в диафрагмите и дюзите. Тръбата на Вентури се състои от входни и изходни конуси и цилиндрична средна част (фиг. 33).

Тръбата на Вентури се нарича дълга, ако диаметърът на изходния конус е равен на диаметъра на тръбопровода, и къса, ако е по-малък от диаметъра на тръбопровода.

Устройствата с дюзи са прости, евтини и надеждни средства за измерване на потока. Калибрационната характеристика на стандартните ограничителни устройства може да се определи чрез изчисление, така че няма нужда от стандартни разходомери. Рестрикционното устройство е индивидуално за всеки разходомер.

От изброените ограничителни устройства диафрагмите са намерили най-голямо приложение, така че ще дадем примери за изчисляване на диафрагма за измерване на потока вода и влажен въздух (газ).

Изчисляването на ограничителното устройство се състои в определяне на размерите на неговия проходен отвор.

1. Намерете произведението на коефициента на потока a и съотношението на площта на потока на диафрагмите към площта на тръбопровода a:

2. Изчисляваме критериите на Рейнолдс, съответстващи на прогнозните и минимални разходи:

3. Използвайки произведението на сто, използвайки графиката (фиг. 34), определяме стойността на a и a:

4. Изчислете загубата на налягане от монтирането на диафрагмата

Действителната загуба на налягане от монтирането на диафрагмата е по-малка от допустимата стойност.

1. Определяме диаметъра на прохода на диафрагмата при работна температура:

6. Намерете диаметъра на прохода при температура 20 °C:

7. Проверяваме изчислението по формулата:

1. Определете плътността на влажния въздух:

2. Намерете приблизителната стойност на произведението от сто, като вземете коефициента на разширение e = 1:

1. Ние изчисляваме критерия на Рейнолдс за дизайна и минималните скорости на въздушния поток:
2. Използвайки графиката (вижте фиг. 34), ние определяме приблизителните стойности на a и a. Те са равни съответно на 0,445 и 0,673.
3. Стойността на коефициента на разширение e намираме от графиката (фиг. 36) - e = 0,975.
4. Нека изясним стойността на произведението a a 8 = 0,292. 0,975 = 0,287.

1. Използвайки пречистения продукт a a 8, ние определяме a и a (виж Фиг. 34):

Получената стойност е по-малка от приемливата.

1. Изчисляваме загубата на налягане от ограничителното устройство (виж фиг. 35): AP d = 55%;

10. Проверете изчислението по формулата

Същият тип по устройство диференциални манометрии вторичните инструменти могат да се използват за различни условия на измерване.

Разходомерис ограничителни устройства са универсални; те се използват за измерване на потока на почти всяка еднофазна (понякога двуфазна) среда в широк диапазон от налягания, температури и диаметри на тръбопровода.

Въведение

Автоматизацията на технологичните процеси е един от решаващите фактори за повишаване на производителността и подобряване на условията на труд. Всички съществуващи и строящи се промишлени съоръжения са оборудвани в една или друга степен със средства за автоматизация.

Проектите за най-сложните индустрии, особено в черната металургия, нефтопреработването, химията и нефтохимията, в съоръженията за производство на минерални торове, енергетиката и други индустрии, предвиждат цялостна автоматизация на редица технологични процеси.

Средствата за автоматизация се използват и в жилищното строителство и социалните обекти в системите за климатизация, отстраняване на дим и захранване.

Перспективна е и автоматизацията на технологичния процес в дървообработването. Например автоматизация на сушилна камера, където качеството на продукта зависи от точното и навременно регулиране на основните параметри.

Задача за курсово проектиране

Дана камера за партидно сушене, натоварен с материал, който се премества с мотокар. Процесът на сушене в него се случва периодично.

За да се изчисли ATS, регулируемият параметър е температурата на сушилния агент и налягането на парата.

Статични и динамични характеристики на обекта за автоматизация

За даден обект са ви необходими:

Разработете функционална схема за автоматизация, изберете инструменти и оборудване за автоматизация, съставете спецификации за инструменти и оборудване за автоматизация.

Извършете инженерно изчисление на системата за автоматично управление за даден параметър.

Разработете принципна схема на автоматично управление за даден параметър

Разработете общ изглед на щита

Разработете схема на захранване с изчисляване и избор на устройства за управление и защита.

Функционална схема на автоматизацията

При проектиране на системи за автоматизация на технологичните процеси в горското стопанство и дървообработването всички технически решения за автоматизация на машини, агрегати или отделни участъци от технологичния процес се изобразяват на схеми за автоматизация.

Схемите за автоматизация са основният технически документ, който определя структурата и функционалните връзки между технологичния процес, инструментите, устройствата за наблюдение и управление и отразява същността на автоматизацията на технологичните процеси.

При разработването на схеми за автоматизация на процесите е необходимо да се решат следните основни задачи:

събиране и първична обработка на информация;

представяне на информация на диспечера;

контрол на отклонения на технологични параметри;

автоматично и дистанционно управление;

Изчисляване на ограничителното устройство.

Данни за изчисляване на ограничителното устройство.

Вътрешен диаметър на тръбопровод D 20, mm
Абсолютно налягане p, MPa
Максимален масов дебит на пара, Q m max, kg/h
Материал на диафрагмата
До диафрагмата има	Чрез смесване. потоци
Материал на тръбата
Температура на парата t, °C
Средна консумация на пара Q ср. (0.5¸0.7)Q m.max = 0.68Q m.max, kg/h
Минимален дебит Q min =(0,25¸0,33)Q m = 0,31 Q m kg/h
Допустима загуба на налягане р` p.d.. = (0.05¸0.1)р = 0.085 р, kPa

2. Динамичен вискозитет на пара:

Корекционен фактор за разширение на метала K t:

Вътрешен диаметър на тръбопровода: D = D 20 K t = 150 1,0029 = 150,435 mm

В зависимост от максималния контролиран дебит на пара Q m max се избира най-близкото по-голямо число от числата в серията Q pr:

Q m max = 7000 Þ Q pr = 8000 kg/h

Избраното число е горната граница на измерване по скалата на диференциално налягане-разходомер или измервателно устройство:

Определяме изчислената допустима загуба на налягане:

r` p.d. = 0,085 × 0,784 =0,067 MPa = 67 kPa

Нека да дефинираме спомагателно количество:

Използвайки изчислената стойност на C и дадената стойност на p p.d, намираме желаната стойност на Dp n и приблизителната стойност на m, като използваме номограмата:

Dр n = 100 kPa

Re gr дюза = 10,5 10 4

Нека определим корекционния коефициент e за разширение на парата, като използваме номограмата, представена в ръководството:

;

10. Изчислете спомагателното количество ma:

11. Определете модула m и коефициента на потока a от стойността ma:

12. Определете загубата на налягане през диафрагмата, като използвате формулата:

Използвайки намерената стойност m, определяме прогнозния диаметър на отвора на ограничителното устройство при работни условия:

Въз основа на намерения размер d, като се вземе предвид коефициентът на линейно разширение на материала на диафрагмата Kt:

Изчислението се проверява:

Определяме грешката в изчислението:

Необходимо е да се направят корекции в изчислението, тъй като δ > 0,2%. Вземаме вътрешния диаметър на тръбопровода d = 73 mm и повтаряме изчислението:

Изчисляване и избор на регулаторен орган.

Регулаторните органи са основната част от регулаторите. Те са предназначени да променят скоростта на потока на вещество, изтеглено или подадено към регулирания обект. RO са променливи хидравлични съпротивления, инсталирани в тръбопровода. Дроселирането на протичащия поток се извършва чрез промяна на площта на потока на тялото на дросела с помощта на клапан. Регулиращите вентили работят нормално, ако контролните граници са между 10% и 90% от фактора на капацитета на вентила. Колкото по-дълъг е ходът на затвора, толкова по-плавно е регулирането.

Изходни данни за изчисление

Вътрешен диаметър на паропровода D, mm
Абсолютно налягане на парата на входа p 0, kPa
Максимален поток на пара G max. , kg/h
Дължина на тръбопровода до RO, L1, m
Местни съпротивления на RO: Остри завои (n1 завои под ъгъл a)
Ъглов обърквач
Минимална консумация на пара G min, kg/h
Дължина на паропровода след RO, L2, m
Абсолютно изходно налягане p k, kPa
Тръби за пара – заварени с корозия
Налягане p 2 след RO: p 2 = p 1 -(0.3¸0.4) (p 0 -p) = p 1 -0.32(p 0 -p);

Изчисляване на плътността на прегрята пара съгласно таблицата, представена в ръководството:

ρ = 3,756 kg/m3

Динамичен вискозитет на парите:

Нека определим числото на Рейнолдс, свързано с диаметъра на тръбопровода при G min. Изчислението може да продължи при условие Re ³ 2000.

Нека определим коефициента на триене l за даден R e:

Нека определим общата дължина на тръбопровода:

Да определим средната скорост в паропровода при G max:

Нека определим загубата на налягане поради триене в kPa в прави участъци на паропровода при G max:

Определяме загубата на налягане в локалните съпротивления при G max.

6.1. Упражнение
за курсова работа по дисциплината
"Мениджмънт, сертифициране и иновации"
на тема: „Изчисляване на устройство за измерване на среден поток“

1) Изчислете диаметъра на нормална диафрагма, изработена от стомана клас 1Х18Н9Т за измерване на масовия поток на средата, като използвате метода на променлив спад на налягането в съответствие с първоначалните данни, посочени в таблица. 1. Номерът на опцията се избира въз основа на последната цифра от кода на ученика.

2) Начертайте на лист формат А2 чертеж на монтажа на диафрагмата в измервателния тръбопровод и схема на разположението на измервателния уред за измерване на диференциалното налягане.

Таблица 6.1

Изходни данни за изчисление

	Диаметър на тръбата при температура 20 °C, D 20, mm	Абсолютно средно налягане, p, MPa	Температура на измерваната среда, t, °C	Максимален дебит на среда, Q max, kg/h	Средна средна консумация, Q ср., kg/h	Допустима загуба на налягане, mm вода. Изкуство.	Среда за измерване	Материал на тръбата

6.2. Процедурата за изчисляване на ограничителното устройство

Представени са изходни данни за даден вариант:

а) измерена среда – ...;

б) най-големият измерен масов дебит, kg/h;

в) среден измерен масов дебит, kg/h;

г) абсолютно налягане на средата пред ограничителното устройство, kgf / cm 2 (вземете 1 kgf / cm 2 = 0,1 MPa);

д) температура на средата пред ограничителното устройство, °C;

д) вътрешен диаметър на измервателния тръбопровод пред ограничителното устройство при температура 20 °C: D 20 = ... mm;

g) допустима загуба на налягане при дебит, равен на Q max = ... mm вода. Изкуство.;

з) материал на тръбопровода – клас стомана...

6.2.1. Определяне на липсващи данни за изчисления

1. Плътност на средата при работни условия (определена съгласно таблица A.1 или A.2):

r = ... kg/m 3.

2. Динамичен вискозитет на средата (за вода - таблица A.3, за пара - фиг. A.1):

m = … kgf×s/m 2.

3. Коефициент на корекция за термично разширение на материала на тръбопровода (фиг. A.2):

4. Вътрешен диаметър на тръбопровода при работни условия:

, мм.

5. Адиабатен индекс (определен за водна пара съгласно графиката - фиг. A.3):

6.2.2. Избор на ограничително устройство и диференциален манометър

6. Като стеснително устройство избираме нормална камерна диафрагма от стомана 1Х18Н9Т.

7. За измерване на диференциалното налягане използваме диференциален манометър или диференциален преобразувател за налягане (посочете типа и модела на диференциалния манометър или диференциалния преобразувател за налягане - вижте таблица P.4, или P.5, или P.6 - по избор ).

8. Горна граница на измерване на диференциалния манометър (избран според стандартната серия, вижте препоръките в приложението):

Q p = …, kg/h.

6.2.3. Изчисляване

9. Гранично номинално диференциално налягане на диференциалния манометър (избран според стандартната серия, вижте препоръките в приложението):

= ..., kgf/cm 2 = ..., kgf/m 2.

10. Спомагателно количество ma:

,