Pro získání srovnatelných výsledků měření se objemový průtok plynu nebo páry uvede na standardní podmínky.

Zařízení, která měří průtok látky, se nazývají Průtokoměry. Nazývají se přístroje, které měří množství látky protékající daným úsekem potrubí za určité časové období počítadla množství. V tomto případě se množství látky stanoví jako rozdíl mezi dvěma po sobě jdoucími odečty měřidla na začátku a na konci tohoto časového období. Stavy měřidel jsou vyjádřeny v jednotkách objemu, méně často v jednotkách hmotnosti. Zařízení, které současně měří průtok a množství látky, se nazývá průtokoměr s počítadlem. Průtokoměr měří aktuální průtok a počítadlo integruje aktuální průtoky.

V poslední době prakticky zmizela hranice mezi měřiči a průtokoměry. Průtokoměry jsou vybaveny prostředky pro stanovení množství kapaliny nebo plynu a měřidly prostředky pro stanovení průtoku, což umožňuje spojit měřidla a průtokoměry do jedné skupiny přístrojů - průtokoměrů.

Zařízení (membrána, tryska, tlaková trubice), které přímo vnímá měřený průtok a převádí jej na jinou veličinu vhodnou pro měření (například na tlakovou diferenci), se nazývá průtokový měnič.

Princip činnosti průtokoměrů této skupiny je založen na závislosti tlakové ztráty vytvořené stacionárním zařízením instalovaným v potrubí na průtoku látky.

Při měření průtoku metodou proměnného poklesu tlaku v potrubí, kterým médium protéká, nastavte konstrikční zařízení(SU), čímž vzniká lokální zúžení toku. Vlivem přechodu části potenciální energie proudění na energii kinetickou se zvyšuje průměrná rychlost proudění v zúženém úseku. V důsledku toho je statický tlak v této sekci nižší než statický tlak před řídicí jednotkou. Čím větší je průtok proudícího média, tím větší je rozdíl těchto tlaků, a proto může sloužit měřítko spotřeby. Pokles tlaku na řídicí jednotce (obr. 78, A) rovná se

kde je tlak na vstupu do omezovacího zařízení; - tlak na výstupu.

Měření průtoku látky metodou proměnného tlakového rozdílu je možné za následujících podmínek:

1) tok látky vyplňuje celý průřez potrubí;

2) tok látky v potrubí je prakticky stálý;

3) fázový stav látky protékající GC se nemění (kapalina se nevypařuje, plyny rozpuštěné v kapalině se nedesorbují, pára nekondenzuje).

Rýže. 5,78. Průtokoměry s proměnným diferenčním tlakem:

A— struktura proudu procházejícího membránou; b — statické rozložení tlaku R v blízkosti membrány podél délky potrubí; / - konstrikční zařízení (bránice); 2 – impulsní trubice; 3 — -tvarovaný diferenční tlakoměr; - průřez toku hmoty, na který nepůsobí rušivý vliv bránice; — průřez toku hmoty v místě jejího největšího stlačení; c - tryska; G - Venturiho tryska

Standardní clonová zařízení jsou široce používána jako clonová zařízení pro měření průtoku kapalin, plynů a páry. Patří mezi ně standardní membrána, tryska ISA 1932, Venturiho trubice a Venturiho tryska.

Tryska ISA 1932 (dále jen tryska) je řídicí jednotka s kulatým otvorem, která má na vstupu plynule se zužující část s profilem tvořeným dvěma protilehlými oblouky, přecházejícími na výstupu ve válcovou část, nazývanou hrdlo ( Obr. 78, PROTI).

Venturiho průtoková trubice(dále jen Venturiho trubice) je řídicí jednotka s kulatým otvorem, která má na vstupu kónickou zužující se část přecházející ve válcovou část, spojenou na výstupu s rozšiřující se kuželovou částí, zvanou difuzor.

Venturiho- Venturiho trubice se zužující se vstupní částí v podobě trysky ISA 1932 (obr. 78, G).

Tyto nejstudovanější způsoby měření průtoku a množství kapalin, plynů a páry lze použít při jakémkoli tlaku a teplotě měřeného média.

Membránu instalujeme do potrubí tak, aby střed jejího otvoru byl v ose potrubí (obr. 78, A). Zužování toku hmoty začíná před bránicí, v určité vzdálenosti za bránicí dosáhne tok svého minimálního průřezu. Proud se pak postupně rozšíří do svého plného průřezu. Na Obr. 78, b ukazuje rozložení tlaku podél stěny potrubí (plná čára) a také rozložení tlaku podél osy potrubí (čerchovaná čára). Průtokový tlak u stěn potrubí za SZ nedosahuje své předchozí hodnoty o výši nenávratné ztráty způsobené turbulencí, nárazem a třením (spotřebuje se značná část energie).

Odběr statických tlaků je možný pomocí spojovacích impulsních trubic 2, vkládá se do otvorů umístěných před a za membránou / (obr. 78, A), a měření tlakového rozdílu je možné pomocí nějakého diferenčního tlakoměru (v tomto případě diferenčního tlakoměru 3).

Tryska (obr. 78, PROTI) Konstrukčně je vyrobena ve formě trysky s kulatým soustředným otvorem, která má na vstupu hladce se zužující část a na výstupu rozvinutou část. Profil trysky zajišťuje téměř úplné stlačení toku hmoty a proto lze plochu válcového otvoru trysky brát rovnou minimálnímu průřezu toku, tzn. Charakter rozložení statického tlaku v trysce po délce potrubí je stejný jako u membrány. Volba tlaku je stejná jak před tryskou, tak za tryskou, stejně jako u membrány.

Venturiho tryska (obr. 78, G) konstrukčně sestává z válcové vstupní části; hladce se zužující část, přecházející do krátké válcové části; z rozšiřující se kuželové části - difuzoru. Venturiho tryska má díky difuzoru menší tlakovou ztrátu než membrána a tryska. Charakter rozložení statického tlaku ve Venturiho trysce po délce potrubí je stejný jako u membrány a trysky. Tlak je odebírán pomocí dvou prstencových komor, z nichž každá je spojena s vnitřní dutinou Venturiho trysky skupinou otvorů rovnoměrně rozmístěných po obvodu.

Nyní má rovnice objemového toku pro nestlačitelnou tekutinu tvar:

S přihlédnutím k zavedení korekčního faktoru e, který zohledňuje expanzi měřeného média, nakonec rovnici přepíšeme:

Pro nestlačitelnou kapalinu je korekční faktor e roven jednotce, při měření průtoku stlačitelných médií (plyn, pára) se korekční faktor určuje pomocí speciálních nomogramů.

Standardní omezovací zařízení lze použít ve spojení s diferenčními tlakoměry k měření průtoku a množství kapalin, plynů a páry v kruhových potrubích (v libovolném místě).

Pokud je nutné použít omezovací zařízení na potrubí malého průměru, musí být individuálně kalibrována, tzn.

Experimentální stanovení závislosti

Nejběžnějších je osm variant typů řídicích systémů: membrány s úhlovou, přírubovou a třípoloměrovou metodou volby tlaku, trysky ISA 1932, Venturiho potrubí s opracovanou a neopracovanou kuželovou částí, krátké a dlouhé, Venturiho trysky krátké a dlouhé. Standardní membrány se používají za podmínky 0,2 a Ven-

turi - at. Konkrétní typ omezovacího zařízení se volí při výpočtu v závislosti na podmínkách použití, požadované přesnosti a přípustné tlakové ztrátě.

Pro zachování geometrické podobnosti musí být řídicí systémy vyrobeny v souladu s požadavky na nejběžnější zužovací zařízení - membrány znázorněné na Obr. 12.4. Konce membrány musí být ploché a vzájemně rovnoběžné. Drsnost konce musí být v rozmezí D, výstupní konec musí mít drsnost v rozmezí 0,01 mm. Pokud se membrána používá k měření průtoku v obou směrech, pak by měly být oba konce opracovány s drsností ne větší než, v tomto případě nedochází k žádné kuželové expanzi a hrany na obou stranách by měly být ostré s poloměrem zakřivení ne více než 0,05 mm. Pokud poloměr zakřivení nepřekročí 0,0004d, pak se korekční faktor pro neostrost náběžné hrany bere rovný jedné. Prim tato podmínka je splněna. Drsnost povrchu otvoru by neměla překročit

Rýže. 12.4. Způsoby výběru tlaku:

a - přes samostatné otvory; b - z prstencových komor (úhlové metody); c - průchozí otvory v přírubách (přírubová metoda s l1 = l2 = 25,4 mm, třípoloměrná - s l1 = D a l2 = 0,5D)

Tloušťka diafragmy E musí být v rozmezí do 0,05D, tloušťka se stanoví z podmínky nepřítomnosti deformace vlivem Δpv při známé meze kluzu materiálu. Pokud je skutečná tloušťka membrány menší než vypočtená, pak se chyba δE přičte k chybě stanovení součinitele odtoku (12.18).

Délka válcové části otvoru membrány by měla být v rozmezí od 0,005D do 0,02D, pokud tloušťka přesahuje poslední číslici, je z výstupního konce vytvořena kuželová plocha s úhlem zkosení 45 ± 15°.

Tlak p1 a p2 se odebírá úhlovou metodou buď přes samostatné válcové otvory (obr. 12.4, a) nebo ze dvou prstencových komor, z nichž každá je spojena s vnitřní dutinou potrubí prstencovou štěrbinou nebo skupinou otvorů rovnoměrně rozložené po obvodu (obr. 12.4, b). Konstrukce výběrových zařízení pro membrány a trysky je stejná. Ústní zařízení s prstencovými komorami jsou vhodnější pro použití, zejména při výskytu místních poruch proudění, protože prstencové komory zajišťují vyrovnání tlaku po obvodu potrubí, což umožňuje přesnější měření tlakové ztráty se zkrácenými rovnými úseky potrubí. potrubí

U přírubových a třípoloměrových metod výběru tlaku se v prvním případě měří rozdíl prostřednictvím samostatných válcových otvorů umístěných ve vzdálenosti
mm, a ve druhém z rovin diafragmy (obr. 12.4, c). Součinitel odtoku C závisí na způsobu volby tlaku.

Při instalaci omezovacích zařízení je nutné dodržet řadu podmínek, které ovlivňují chybu měření.

Omezovací zařízení v potrubí musí být umístěno kolmo k ose potrubí. U membrán by nekolmost neměla překročit 1°. Osa omezovacího zařízení se musí shodovat s osou potrubí. Posun osy otvoru omezovacího zařízení vzhledem k ose potrubí by neměl překročit Pokud posunutí osy překročí specifikovanou hodnotu, ale je menší, pak se k chybě koeficientu výfuku v (12.18) přičte δex = 0,3 %. Pokud posunutí osy překročí stanovenou mezní hodnotu, není instalace řídicího systému povolena.

2D řez potrubí před a za omezovacím zařízením musí být válcový, hladký, neměly by na něm být žádné římsy ani viditelné výrůstky a nerovnosti od nýtů, svarů atd. Potrubí se považuje za válcové, pokud odchylka průměru nepřesahuje jeho průměrnou hodnotu. V opačném případě, pokud ve vzdálenosti lh od řídicího systému, výška římsy h splňuje dvě podmínky

pak se k chybě koeficientu odtoku přičte δh = 0,2 %.

Důležitou podmínkou je potřeba zajistit stálý průtok před vstupem do otvoru a za ním. Tento tok je zajištěn přítomností přímých úseků potrubí určité délky před a za omezovacím zařízením. V těchto oblastech by neměla být instalována žádná zařízení, která by mohla narušit hydrodynamiku proudění na vstupu nebo výstupu omezovacího zařízení. Délka těchto úseků musí být taková, aby deformace toku způsobené koleny, ventily a T-kusy mohly být vyrovnány dříve, než se tok přiblíží k omezovacímu zařízení. Je třeba mít na paměti, že deformace proudění před omezovacím zařízením jsou výraznější a mnohem méně důležité za ním, proto ventily

Tabulka 12.2

Nejmenší relativní délky lineárního úseku k membráně

№	Název místního odporu	Kurzy			R
		ak	NA	sk	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,75	0,8
1	Šoupátko, kulový ventil se stejným průměrem	11,5	82	6,7	12	12	12	13	15	19	24	30
2	Zástrčka kohoutku	14,5	30,5	2,0	16	18	20	23	26	30	A	34
3	Uzavírací kohout, ventil	17,5	64,5	4,1	18	18	19	22	26	A	38	44
4	Tlumič	21,0	38,5	1,4	25	29	32	36	40	45	4/	50
5	Zmatený	5,0	114	6,8	5	5	6	6	U	16	11	zi
6	Symetrické ostré zúžení	30,0	0,0	0,0	30	30	30	30	30	30	30	30
7	Difuzér	16,0	185	7,2	16	16	17	18	21	31	40	E4
8	Symetrické ostré rozšíření	47,5	54,5	1,8	51	54	58	64	70	77	80	84
9	Jediný loket	10,0	113	5,2	10	11	11	14	18	28	36	46

a ventily, zejména regulační ventily, se doporučuje instalovat za řídicí systém. Délka Lк přímého úseku před omezovacím zařízením závisí na relativním průměru β, průměru potrubí D a typu místního odporu umístěného před přímým úsekem,

Konstantní koeficienty v závislosti na typu místního odporu. Jejich velikost a nejmenší hodnoty Lк1/D pro devět typů lokálních odporů jsou uvedeny v tabulce. 12.2.

Takže pro typ místního odporu „Ventil, kulový ventil s plným otvorem“ při, at Délka přímého úseku L2 za omezovacím zařízením závisí pouze na čísle For a při = 0,8 je povoleno zkrátit délku přímých úseků před řídicím systémem na hodnotu, která způsobí další chybu δL, která nepřesáhne ±1 %. Chyba se sečte s hodnotou δс0 a vypočítá se pomocí vzorce

kde je poměr skutečné délky přímého úseku k délce vypočtené. Přesnost odpovídá

Je povoleno zkrátit délku lineárního úseku za řídicím systémem na polovinu, ale v tomto případě bude dodatečná chyba koeficientu výfuku

Je nutné, aby řízené médium vyplňovalo celý průřez potrubí a při průchodu omezovacím zařízením by se neměl měnit fázový stav látky. V blízkosti omezovacího zařízení se nesmí hromadit kondenzát, prach, plyny nebo sedimenty uvolněné z kontrolovaného prostředí.

Diferenční tlakoměr je připojen ke škrticímu zařízení dvěma spojovacími vedeními (pulzní trubice) o vnitřním průměru minimálně 8 mm. Délka propojovacích vedení do 50 m je povolena, nicméně z důvodu možnosti velkých dynamických chyb se nedoporučuje používat vedení delší než 15 m.

Pro správné měření průtoku musí být pokles tlaku na vstupu diferenčního tlakoměru roven tlakovému rozdílu vyvinutému omezovacím zařízením, tzn. rozdíl mezi omezovacím zařízením a diferenčním tlakoměrem musí být přenášen bez zkreslení.

To je možné, pokud je tlak vytvářený sloupcem média v obou spojovacích trubkách stejný. V reálných podmínkách může být tato rovnost porušena. Například při měření průtoku plynu může být důvodem hromadění kondenzátu v nestejném množství ve spojovacích potrubích a při měření průtoku kapaliny naopak hromadění uvolněných bublinek plynu. Aby se tomu zabránilo, musí být spojovací vedení buď svislé nebo šikmé se sklonem alespoň 1:10 a na koncích šikmých částí musí být sběrače kondenzátu nebo plynu. Kromě toho by měly být obě impulsní trubice umístěny vedle sebe, aby se zabránilo jejich nerovnoměrnému zahřívání nebo ochlazování, což může vést k nestejné hustotě kapaliny, která je plní, a tím k další chybě. Při měření průtoku páry je důležité zajistit stejnou a konstantní hladinu kondenzátu v obou impulsních trubicích, čehož je dosaženo použitím vyrovnávacích nádob.

K jednomu škrticímu zařízení lze připojit několik diferenčních tlakoměrů. V tomto případě je dovoleno propojit připojovací vedení jednoho diferenčního tlakoměru s připojovacím vedením jiného.

Při měření průtoku kapaliny se doporučuje instalovat diferenční tlakoměr pod omezovači zařízení 1, který zabraňuje vnikání plynu, který se může uvolnit z proudící kapaliny, do připojovacích potrubí a diferenčního tlakoměru (obr. 12.5, a).

Rýže. 12.5. Schéma spojovacích vedení při měření průtoku kapaliny difmatometrem instalovaným pod (i) a nad (b) omezovacím zařízením:

1 - stahovací zařízení; 2 - uzavírací ventily; 3 - proplachovací ventil; 4 - sběrače plynu;

5 - separační nádoby

U vodorovných a šikmých potrubí by měla být spojovací potrubí připojena přes uzavírací ventily 2 ke spodní polovině potrubí (ale ne úplně dole), aby se zabránilo vnikání plynu nebo usazenin do potrubí z potrubí. Pokud je diferenční tlakoměr stále instalován nad omezovacím zařízením (obr. 12.5, b), je nutné v nejvyšších bodech připojovacích potrubí instalovat sběrače plynu 4 s proplachovacími ventily. Pokud se spojovací vedení skládá ze samostatných sekcí (například při obcházení překážky), pak se v nejvyšším bodě každé sekce instalují sběrače plynu. Při instalaci diferenčního tlakoměru nad omezovači zařízení jsou potrubí v jeho blízkosti položena s ohybem ve tvaru U, sestupným pod potrubím nejméně o 0,7 m, aby se snížila možnost vnikání plynu do spojovacích potrubí z potrubí. Spojovací potrubí se proplachují ventily 3.

Při měření průtoku agresivních médií ve spojovacích potrubích jsou co nejblíže k omezovači instalovány separační nádoby 5. Spojovací potrubí mezi separační nádobou a diferenčním tlakoměrem a vlastní nádoba jsou částečně naplněny neutrální kapalinou , jehož hustota je větší než hustota měřeného agresivního média. Zbytek nádoby a potrubí až k otvoru jsou naplněny kontrolovaným médiem. V důsledku toho je rozhraní mezi řízeným médiem a separační kapalinou uvnitř nádoby a úrovně rozhraní v obou nádobách musí být stejné.

Separační kapalina je volena tak, aby chemicky neinteragovala s regulovaným médiem, nemísila se s ním, nevytvářela usazeniny a nebyla agresivní vůči materiálu nádob, spojovacích potrubí a diferenčního tlakoměru. Nejčastěji používanými separačními kapalinami jsou voda, minerální oleje, glycerin a směsi voda-glycerin.

Při měření průtoku plynu se doporučuje instalovat diferenční tlakoměr nad omezovací zařízení tak, aby kondenzát vzniklý v připojovacích potrubích mohl proudit do potrubí (obr. 12.6, a). Připojovací potrubí je nutné připojit přes uzavírací ventily 2 k horní polovině omezovacího zařízení, je vhodné je uložit svisle. Není-li možné svislé pokládání spojovacích vedení, měly by být položeny se sklonem k potrubí nebo sběračům kondenzátu 4. Podobné požadavky musí být splněny, když je diferenční tlakoměr umístěn pod omezovacím zařízením (obr. 12.6, b). Při měření průtoku agresivního plynu musí být do spojovacích potrubí zařazeny separační nádoby.

Rýže. 12.6. Schéma propojovacích vedení při měření průtoku plynu s instalací diferenčního tlakoměru nad (i) a pod (b) omezovacím zařízením:

1 - stahovací zařízení; 2 - uzavírací ventily; 3 - proplachovací ventil; 4 - sběrač kondenzátu

Rýže. 12.7. Diagram vysvětlující účel vyrovnání kondenzačních nádob při měření průtoku páry:

a-c - stupně měření tlakové diference

Při měření průtoku přehřáté vodní páry se neizolované spojovací potrubí plní kondenzátem. Hladina kondenzátu a teplota v obou potrubích musí být stejné při jakémkoli průtoku.

Pro stabilizaci horních hladin kondenzátu v obou spojovacích potrubích jsou v blízkosti omezovacího zařízení instalovány vyrovnávací kondenzační nádoby. Účel vyrovnávacích nádob lze vysvětlit pomocí Obr. 12.7. Předpokládejme, že při absenci vyrovnávacích nádob a určitého průtoku páry je hladina kondenzátu v obou impulsních trubicích stejná. Se zvyšujícím se průtokem na omezovacím zařízení se zvyšuje tlaková ztráta, což způsobuje stlačení spodní membránové skříně a roztažení horní (obr. 12.7, b). Vlivem změn objemů boxů bude kondenzát z „kladné“ impulsní trubice proudit do spodní „plusové“ komory diferenčního tlakoměru, což povede ke snížení hladiny v ní o hodnotu h. Z horní „mínusové“ komory diferenčního tlakoměru bude kondenzát vytlačován do impulsní trubky a do parovodu, ale výška sloupce kondenzátu zůstane nezměněna. Výsledný rozdíl hladin kondenzátu vytváří tlakovou ztrátu hρg, která snižuje tlakovou ztrátu v konstrikčním zařízení. Diferenční tlakoměr bude tedy ovlivněn rozdílem, tzn. Údaje průtokoměru budou podhodnoceny. Je snadné vidět, že absolutní chyba měření se bude zvyšovat s rostoucími změnami průtoku.

Chybu lze samozřejmě snížit snížením h. K tomu jsou na koncích impulsních trubic instalovány vyrovnávací kondenzační nádoby (obr. 12.8) - vodorovně umístěné válce velkého průřezu. Protože průřez těchto nádob je velký, proudění kondenzátu z nich bude měnit svou hladinu jen málo, takže rozdíl Δpd, měřený diferenčním tlakoměrem, lze považovat za rovný rozdílu v konstrikčním zařízení.

Rýže. 12.8. Schéma propojovacích potrubí při měření průtoku páry s instalací diferenčního tlakoměru pod (a) a nad (b) omezovacím zařízením:

1 - stahovací zařízení; 2 - vyrovnávací nádoby; 3, 4 - uzavírací a proplachovací ventily;

Variabilní diferenciální průtokoměry sestávají ze zařízení, která tvoří místní zúžení v potrubí (omezující zařízení) a diferenčních tlakových diferenčních tlakoměrů.

Princip činnosti zužovacích zařízení je následující: když proudí proud kapaliny, plynu nebo páry v zúženém úseku potrubí, část potenciální energie tlaku se mění na kinetickou energii. Zvyšuje se průměrný průtok, v důsledku čehož vzniká v škrticím zařízení pokles tlaku, jehož velikost závisí na průtoku látky.

Konstrikční zařízení se dělí do dvou skupin: normalizované a nenormalizované. První skupina zahrnuje membrány, trysky a Venturiho trubice. Membrány a trysky jsou instalovány v kruhových potrubích o průměru nejméně 50 mm a Venturiho potrubí - v potrubí o průměru nejméně 100 mm.

Do druhé skupiny omezovacích zařízení patří duální membrány, trysky s 1/4 kruhovým profilem a další zařízení, která slouží k měření průtoku viskózních kapalin s malými průměry potrubí.

Bránice(obr. 31) jsou komora A - výběr tlakových pulzů pomocí prstencových komor a bezdušová B - výběr tlakových pulzů pomocí otvorů (tab. 13). Tloušťka membránového kotouče musí být menší než 0,1 D (D je jmenovitý průměr potrubí).

Komorové membrány sestávají z disku, těsnění a dvou prstencových komor. Prstencové komory měří tlak před a za membránou. Tloušťka kotouče je 3 mm pro potrubí o průměru D< 150 мм и 6 мм для трубопроводов диаметром 150 < D < 400 мм.

Trysky lze použít pro potrubí o průměru minimálně 50 mm. Schéma trysky je na Obr. 32. Horní část odpovídá volbě tlakových pulsů pomocí prstencové komory, spodní část odpovídá volbě pomocí otvorů. Vyrábějí se v malých sériích.

Venturiho trubice má postupně se zužující průřez, který se poté roztáhne do původní velikosti. Díky této formě je v něm tlaková ztráta menší než u membrán a trysek. Venturiho trubice se skládá ze vstupního a výstupního kužele a válcové střední části (obr. 33).

Venturiho trubice se nazývá dlouhá, pokud se průměr výstupního kužele rovná průměru potrubí, a krátká, pokud je menší než průměr potrubí.

Clonová zařízení jsou jednoduché, levné a spolehlivé prostředky pro měření průtoku. Kalibrační charakteristiku standardních omezovacích zařízení lze určit výpočtem, takže nejsou potřeba standardní průtokoměry. Omezovací zařízení je pro každý průtokoměr individuální.

Z uvedených restrikčních zařízení našly největší uplatnění membrány, proto uvedeme příklady výpočtu membrány pro měření průtoku vody a vlhkého vzduchu (plynu).

Výpočet omezovacího zařízení spočívá v určení rozměrů jeho průchozího otvoru.

1. Najděte součin průtokového koeficientu a a poměru průtokové plochy membrán k ploše potrubí a:

2. Vypočítáme Reynoldsova kritéria odpovídající odhadovaným a minimálním nákladům:

3. Pomocí součinu sta pomocí grafu (obr. 34) určíme hodnotu a a a:

4. Vypočítejte tlakovou ztrátu při instalaci membrány

Skutečná tlaková ztráta při instalaci membrány je menší než přípustná hodnota.

1. Stanovíme průměr průchodu membrány při provozní teplotě:

6. Najděte průměr průchodu při teplotě 20 °C:

7. Výpočet zkontrolujeme pomocí vzorce:

1. Určete hustotu vlhkého vzduchu:

2. Najděte přibližnou hodnotu součinu sta, přičemž vezměte koeficient roztažnosti e = 1:

1. Vypočítáme Reynoldsovo kritérium pro návrh a minimální průtoky vzduchu:
2. Pomocí grafu (viz obr. 34) určíme přibližné hodnoty a a a. Jsou rovny 0,445 a 0,673.
3. Hodnotu expanzního koeficientu e zjistíme z grafu (obr. 36) - e = 0,975.
4. Ujasněme si hodnotu součinu a a 8 = 0,292. 0,975 = 0,287.

1. Pomocí rafinovaného produktu a a 8 určíme a a a (viz obr. 34):

Výsledná hodnota je nižší než přijatelná.

1. Vypočteme tlakovou ztrátu z omezovacího zařízení (viz obr. 35): AP d = 55 %;

10. Zkontrolujte výpočet pomocí vzorce

Stejný typ podle zařízení diferenční tlakoměry a sekundární přístroje lze použít pro různé podmínky měření.

Průtokoměry s omezovacími zařízeními jsou univerzální, používají se k měření průtoku téměř všech jednofázových (někdy i dvoufázových) médií v širokém rozsahu tlaků, teplot a průměrů potrubí.

Úvod

Automatizace technologických procesů je jedním z rozhodujících faktorů zvyšování produktivity a zlepšování pracovních podmínek. Všechna stávající i rozestavěná průmyslová zařízení jsou v té či oné míře vybavena automatizačním zařízením.

Projekty pro nejsložitější průmyslová odvětví, zejména v metalurgii železa, rafinaci ropy, chemii a petrochemii, ve výrobnách minerálních hnojiv, energetice a dalších průmyslových odvětvích, umožňují komplexní automatizaci řady technologických procesů.

Automatizační nástroje nacházejí uplatnění také v bytové výstavbě a sociálních zařízeních v oblasti vzduchotechniky, odvodu kouře a napájecích systémů.

Perspektivní je i automatizace technologického procesu při zpracování dřeva. Například automatizace sušící komory, kde kvalita produktu závisí na přesné a včasné regulaci hlavních parametrů.

Zadání návrhu kurzu

Dana dávková sušicí komora, naložený materiálem, který se pohybuje vysokozdvižným vozíkem. Proces sušení v něm probíhá pravidelně.

Pro výpočet ATS je nastavitelným parametrem teplota sušícího prostředku a tlak páry.

Statické a dynamické charakteristiky objektu automatizace

Pro daný objekt potřebujete:

Vypracujte funkční schéma automatizace, vyberte přístroje a automatizační zařízení, sestavte specifikace pro přístroje a automatizační zařízení.

Proveďte inženýrský výpočet automatického řídicího systému pro daný parametr.

Vypracujte schematický diagram automatického řízení pro daný parametr

Vytvořte celkový pohled na štít

Vypracujte schéma napájecího obvodu s výpočtem a výběrem ovládacích a ochranných zařízení.

Funkční schéma automatizace

Při návrhu automatizačních systémů pro technologické procesy v lesním a dřevozpracujícím průmyslu jsou všechna technická řešení automatizace strojů, celků nebo jednotlivých úseků technologického procesu zobrazena na automatizačních schématech.

Automatizační schémata jsou hlavním technickým dokumentem, který definuje strukturu a funkční vazby mezi technologickým procesem, přístroji, monitorovacími a řídicími zařízeními a odráží podstatu automatizace technologických procesů.

Při vývoji schémat automatizace procesů je nutné vyřešit následující hlavní úkoly:

sběr a primární zpracování informací;

prezentace informací dispečerovi;

kontrola odchylek technologických parametrů;

automatické a dálkové ovládání;

Výpočet omezovacího zařízení.

Údaje pro výpočet omezovacího zařízení.

Vnitřní průměr potrubí D 20, mm
Absolutní tlak p, MPa
Hmotnostní maximální průtok páry, Q m max, kg/h
Materiál membrány
K dispozici až po membránu	Mícháním. proudy
Materiál potrubí
Teplota páry t, °C
Průměrná spotřeba páry Q avg (0,5¸0,7)Q m. max = 0,68Q m. max , kg/h
Minimální průtok Q min =(0,25¸0,33)Q m = 0,31 Q m kg/h
Přípustná tlaková ztráta р` p.d.. = (0,05¸0,1)р = 0,085 р, kPa

2. Dynamická viskozita páry:

Korekční faktor pro roztažnost kovu Kt:

Vnitřní průměr potrubí: D = D 20 K t = 150 1,0029 = 150,435 mm

V závislosti na maximálním řízeném průtoku páry Q m max se vybere nejbližší větší číslo z čísel řady Q pr:

Q m max = 7000 Þ Q pr = 8000 kg/h

Zvolené číslo je horní mez měření na stupnici diferenčního tlakoměru-průtokoměru nebo měřicího zařízení:

Stanovíme vypočítanou přípustnou tlakovou ztrátu:

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

Definujme pomocnou veličinu:

Pomocí vypočtené hodnoty C a dané hodnoty p p.d zjistíme požadovanou hodnotu Dp n a přibližnou hodnotu m pomocí nomogramu:

Dр n = 100 kPa

Re gr tryska = 10,5 10 4

Určíme korekční faktor e pro expanzi páry pomocí nomogramu uvedeného v návodu:

;

10. Vypočítejte pomocnou veličinu ma:

11. Určete modul m a součinitel průtoku a z hodnoty ma:

12. Určete tlakovou ztrátu přes membránu pomocí vzorce:

Pomocí zjištěné hodnoty m určíme odhadovaný průměr otvoru omezovacího zařízení za provozních podmínek:

Na základě zjištěné velikosti d se zohledněním koeficientu lineární roztažnosti materiálu membrány Kt:

Výpočet se kontroluje:

Určíme chybu výpočtu:

Je nutné provést opravy výpočtu, protože δ > 0,2 %. Vezmeme vnitřní průměr potrubí d = 73 mm a výpočet opakujeme:

Výpočet a výběr regulačního orgánu.

Regulační orgány jsou hlavní součástí regulátorů. Jsou určeny ke změně průtoku látky odebrané nebo dodávané do regulovaného objektu. RO jsou proměnné hydraulické odpory instalované v potrubí. Škrcení proudícího proudu se provádí změnou průtokové plochy tělesa škrticí klapky pomocí ventilu. Regulační ventily fungují normálně, pokud jsou limity regulace mezi 10 % a 90 % kapacitního faktoru ventilu. Čím delší je zdvih závěrky, tím je regulace plynulejší.

Počáteční data pro výpočet

Vnitřní průměr parovodu D, mm
Absolutní tlak páry na vstupu p 0, kPa
Maximální průtok páry G max. , kg/h
Délka potrubí do RO, L1, m
Místní rezistence vůči RO: Ostré zatáčky (n1 zatáček pod úhlem a)
Úhlový matoucí stroj
Minimální spotřeba páry G min, kg/h
Délka parovodu po RO, L2,m
Absolutní výstupní tlak p k, kPa
Parní potrubí – Svařované s korozí
Tlak p2 po RO: p2 = p 1-(0,3-0,4) (p 0-p) = p 1-0,32 (p 0-p);

Výpočet hustoty přehřáté páry podle tabulky uvedené v návodu:

ρ = 3,756 kg/m3

Dynamická viskozita par:

Stanovme Reynoldsovo číslo vztažené k průměru potrubí při G min. Ve výpočtu lze pokračovat za podmínky Re ³ 2000.

Stanovme koeficient tření l pro dané R e:

Pojďme určit celkovou délku potrubí:

Stanovme průměrnou rychlost v parovodu při G max:

Stanovme tlakovou ztrátu třením v kPa v přímých úsecích parovodu při G max:

Zjistíme tlakovou ztrátu v místních odporech při G max.

6.1. Cvičení
za práci v oboru
"Řízení, certifikace a inovace"
na téma: „Výpočet zařízení na měření středního průtoku“

1) Vypočítejte průměr normální membrány vyrobené z oceli třídy 1H18N9Т pro měření hmotnostního průtoku média metodou proměnného poklesu tlaku v souladu s výchozími údaji uvedenými v tabulce. 1. Číslo možnosti se vybírá na základě poslední číslice kódu studenta.

2) Nakreslete na list formátu A2 nákres montáže membrány v měřicím potrubí a schéma rozmístění měřicího zařízení pro měření diferenčního tlaku.

Tabulka 6.1

Počáteční data pro výpočet

	Průměr trubky při teplotě 20 °C, D 20, mm	Absolutní střední tlak, p, MPa	Teplota měřeného média, t, °C	Maximální průtok média, Q max, kg/h	Průměrná spotřeba média, Q avg, kg/h	Přípustná tlaková ztráta, mm vody. Umění.	Střední k měření	Materiál potrubí

6.2. Postup pro výpočet omezovacího zařízení

Jsou uvedeny počáteční údaje pro danou možnost:

a) měřené médium – ...;

b) nejvyšší naměřený hmotnostní průtok, kg/h;

c) průměrný naměřený hmotnostní průtok, kg/h;

d) absolutní tlak média před omezovacím zařízením, kgf/cm 2 (vezměte 1 kgf/cm 2 = 0,1 MPa);

e) teplota média před omezovacím zařízením, °C;

e) vnitřní průměr měřicího potrubí před omezovacím zařízením při teplotě 20 °C: D 20 = ... mm;

g) přípustná tlaková ztráta při průtoku rovném Q max = ... mm vody. Umění.;

h) materiál potrubí – ocel...

6.2.1. Určení chybějících dat pro výpočty

1. Hustota média za provozních podmínek (stanovená podle tabulky A.1 nebo A.2):

r = ... kg/m3.

2. Dynamická viskozita média (pro vodu - tabulka A.3, pro páru - obr. A.1):

m = … kgf×s/m2.

3. Korekční faktor pro tepelnou roztažnost materiálu potrubí (obr. A.2):

4. Vnitřní průměr potrubí za provozních podmínek:

, mm.

5. Adiabatický index (stanovený pro vodní páru dle grafu - obr. A.3):

6.2.2. Výběr omezovacího zařízení a diferenčního tlakoměru

6. Jako zužovací zařízení vybereme normální komorovou membránu vyrobenou z oceli 1Х18Н9Т.

7. K měření diferenčního tlaku používáme diferenční tlakoměr nebo diferenční tlakový převodník (uveďte typ a model diferenčního tlakoměru nebo diferenčního tlakového převodníku - viz tabulka P.4, nebo P.5, nebo P.6 - volitelně ).

8. Horní mez měření diferenčního tlakoměru (volí se podle standardní řady, viz doporučení v příloze):

Q p = …, kg/h.

6.2.3. Výpočet

9. Mezní jmenovitý diferenční tlak diferenčního tlakoměru (volí se podle standardní řady, viz doporučení v příloze):

= ..., kgf/cm2 = ..., kgf/m2.

10. Pomocné množství ma:

,