برای به دست آوردن نتایج اندازه گیری قابل مقایسه، نرخ جریان حجمی گاز یا بخار به شرایط استاندارد آورده می شود.

دستگاه هایی که جریان یک ماده را اندازه گیری می کنند نامیده می شوند جریان سنجابزارهایی که مقدار ماده ای را که در یک بخش معین از خط لوله در یک دوره زمانی معین جریان می یابد اندازه گیری می کنند. شمارنده های کمیتدر این حالت مقدار ماده به عنوان اختلاف بین دو قرائت متوالی متر در ابتدا و انتهای این بازه زمانی تعیین می شود. قرائت های متر بر حسب واحد حجم و کمتر در واحد جرم بیان می شود. دستگاهی که به طور همزمان دبی و مقدار یک ماده را اندازه گیری می کند، دبی سنج با شمارنده نامیده می شود. فلومتر دبی جریان را اندازه گیری می کند و شمارنده دبی جریان را یکپارچه می کند.

اخیراً مرز بین کنتورها و دبی سنج ها عملاً از بین رفته است. فلومترها مجهز به وسایلی برای تعیین مقدار مایع یا گاز و کنتورها با وسایلی برای تعیین دبی هستند که ترکیب کنتورها و دبی سنج ها را در یک گروه از دستگاه ها - فلومترها ممکن می سازد.

دستگاهی (دیافراگم، نازل، لوله فشار) که مستقیماً دبی اندازه گیری شده را درک می کند و آن را به مقدار دیگری مناسب برای اندازه گیری (مثلاً به اختلاف فشار) تبدیل می کند. مبدل جریان

اصل عملیاتی کنتورهای جریان این گروه بر اساس وابستگی افت فشار ایجاد شده توسط دستگاه ثابت نصب شده در خط لوله به میزان جریان ماده است.

هنگام اندازه گیری جریان با استفاده از روش افت فشار متغیر در خط لوله ای که محیط از طریق آن جریان می یابد، تنظیم کنید. دستگاه انقباض(SU)، باریک شدن محلی جریان را ایجاد می کند. با توجه به انتقال بخشی از انرژی پتانسیل جریان به انرژی جنبشی، میانگین سرعت جریان در مقطع باریک افزایش می یابد. در نتیجه فشار استاتیکی در این قسمت از فشار استاتیکی جلوی واحد کنترل کمتر می شود. هرچه سرعت جریان محیط جریان بیشتر باشد، اختلاف این فشارها بیشتر است و بنابراین، می تواند به کار رود. اندازه گیری مصرفافت فشار در سراسر واحد کنترل (شکل 78، آ)برابر است

فشار در ورودی دستگاه محدود کننده کجاست. - فشار در خروجی

اندازه گیری دبی یک ماده با استفاده از روش تفاضل فشار متغیر با شرایط زیر امکان پذیر است:

1) جریان ماده کل مقطع خط لوله را پر می کند.

2) جریان ماده در خط لوله عملاً ثابت است.

3) حالت فاز ماده ای که از طریق GC جریان می یابد تغییر نمی کند (مایع تبخیر نمی شود؛ گازهای حل شده در مایع جذب نمی شوند؛ بخار متراکم نمی شود).

برنج. 5.78. فلومترهای فشار تفاضلی متغیر:

آ- ساختار جریان عبوری از دیافراگم؛ ب -توزیع فشار استاتیکی آردر نزدیکی دیافراگم در طول خط لوله؛ / - دستگاه انقباض (دیافراگم)؛ 2 - لوله های ضربه ای؛ 3 — گیج فشار دیفرانسیل شکل؛ - مقطعی از جریان ماده که تأثیر مزاحم دیافراگم در آن تأثیر نمی گذارد. - مقطع جریان ماده در محل بیشترین فشردگی آن؛ ج - نازل؛ G -نازل ونتوری

دستگاه های روزنه استاندارد به طور گسترده ای به عنوان دستگاه های دهانه ای برای اندازه گیری جریان مایعات، گازها و بخار استفاده می شود. اینها شامل دیافراگم استاندارد، نازل ISA 1932، لوله Venturi و نازل Venturi است.

نازل ISA 1932 (از این پس به عنوان نازل نامیده می شود) یک واحد کنترل با یک سوراخ گرد است که دارای یک بخش باریک شدن صاف در ورودی با نمایه ای است که از دو قوس جفت تشکیل شده است و در خروجی به یک بخش استوانه ای تبدیل می شود که به آن گردن می گویند. شکل 78، V).

لوله جریان ونتوری(که از این پس به عنوان لوله ونتوری نامیده می شود) یک واحد کنترل با یک سوراخ گرد است که دارای یک بخش مخروطی مخروطی در ورودی است که به یک بخش استوانه ای تبدیل می شود و در خروجی به یک قسمت مخروطی در حال گسترش متصل می شود که به آن دیفیوزر می گویند.

ونتوری- لوله ونتوری با بخش ورودی مخروطی به شکل نازل ISA 1932 (شکل 78، ز).

این ابزارهای مورد مطالعه برای اندازه گیری جریان و مقدار مایعات، گاز و بخار را می توان در هر فشار و دمای محیط اندازه گیری استفاده کرد.

دیافراگم را طوری در خط لوله نصب می کنیم که مرکز سوراخ آن روی محور خط لوله باشد (شکل 78، آ).باریک شدن جریان ماده قبل از دیافراگم شروع می شود و در فاصله ای از پشت دیافراگم، جریان به حداقل سطح مقطع خود می رسد. سپس جریان به تدریج تا سطح مقطع کامل خود گسترش می یابد. در شکل 78، بتوزیع فشار در امتداد دیوار خط لوله (خط جامد) و همچنین توزیع فشار در امتداد محور خط لوله (خط نقطه چین) را نشان می دهد. فشار جریان در نزدیکی دیواره های خط لوله پس از SS با مقدار تلفات غیرقابل برگشت ناشی از تلاطم، ضربه و اصطکاک به مقدار قبلی خود نمی رسد (بخش قابل توجهی از انرژی صرف می شود).

نمونه برداری از فشارهای ساکن با استفاده از لوله های ضربه ای اتصال امکان پذیر است 2, وارد سوراخ های واقع در قبل و بعد از دیافراگم / (شکل 78، آ)،و اندازه گیری اختلاف فشار با استفاده از نوعی فشارسنج تفاضلی (در این مورد، گیج فشار دیفرانسیل شکل) امکان پذیر است. 3).

نازل (شکل 78، V)از نظر ساختاری به شکل یک نازل با یک سوراخ متحدالمرکز گرد ساخته می شود که دارای یک قسمت باریک شدن صاف در ورودی و یک قسمت توسعه یافته در خروجی است. پروفیل نازل فشرده سازی تقریباً کامل جریان ماده را تضمین می کند و بنابراین می توان مساحت دهانه استوانه ای نازل را برابر با حداقل سطح مقطع جریان در نظر گرفت. ماهیت توزیع فشار استاتیک در نازل در طول خط لوله مانند دیافراگم است. انتخاب فشار هم قبل و هم بعد از نازل مانند دیافراگم یکسان است.

نازل ونتوری (شکل 78، ز)از نظر ساختاری از یک بخش ورودی استوانه ای تشکیل شده است. یک قسمت صاف که به یک بخش استوانه ای کوتاه تبدیل می شود. از یک قسمت مخروطی در حال گسترش - یک دیفیوزر. نازل Venturi به لطف دیفیوزر افت فشار کمتری نسبت به دیافراگم و نازل دارد. ماهیت توزیع فشار استاتیک در نازل ونتوری در طول خط لوله مانند دیافراگم و نازل است. فشار با استفاده از دو محفظه حلقوی کاهش می یابد که هر کدام به وسیله گروهی از سوراخ ها به طور مساوی در اطراف محیط به حفره داخلی نازل Venturi متصل می شوند.

اکنون معادله جریان حجمی برای یک سیال تراکم ناپذیر به شکل زیر است:

با در نظر گرفتن معرفی ضریب تصحیح e که انبساط محیط اندازه گیری شده را در نظر می گیرد، در نهایت معادله را بازنویسی می کنیم:

برای یک مایع تراکم ناپذیر، ضریب تصحیح e برابر با واحد است؛ هنگام اندازه گیری میزان جریان رسانه تراکم پذیر (گاز، بخار)، ضریب تصحیح با استفاده از نوموگرام های خاص تعیین می شود.

دستگاه های محدود کننده استاندارد را می توان همراه با گیج های فشار دیفرانسیل برای اندازه گیری جریان و مقدار مایعات، گازها و بخار در خطوط لوله گرد (در هر مکانی) استفاده کرد.

در صورت لزوم استفاده از دستگاه های محدود کننده در خطوط لوله با قطر کوچک، آنها باید به طور جداگانه کالیبره شوند، یعنی.

تعیین تجربی وابستگی

متداول ترین آنها هشت نوع از انواع سیستم های کنترل است: دیافراگم ها با روش های انتخاب فشار زاویه ای، فلنجی و سه شعاعی، نازل های ISA 1932، لوله های ونتوری با قسمت مخروطی ماشینکاری شده و پردازش نشده، کوتاه و بلند، نازل های ونتوری کوتاه و بلند. دیافراگم های استاندارد با توجه به شرایط 0.2 و Ven- استفاده می شوند.

توری - در. نوع خاصی از دستگاه محدودیت در طول محاسبه بسته به شرایط استفاده، دقت مورد نیاز و افت فشار مجاز انتخاب می شود.

برای حفظ شباهت هندسی، سیستم های کنترل باید مطابق با الزامات رایج ترین دستگاه های باریک کننده - دیافراگم های نشان داده شده در شکل 1 ساخته شوند. 12.4. انتهای دیافراگم باید صاف و موازی با یکدیگر باشد. زبری انتهای باید در محدوده D باشد، انتهای خروجی باید زبری 0.01 میلی متر داشته باشد. اگر از دیافراگم برای اندازه‌گیری دبی در هر دو جهت استفاده می‌شود، هر دو انتها باید با زبری بیش از حد ماشینکاری شوند، در این حالت انبساط مخروطی وجود ندارد و لبه‌های هر دو طرف باید تیز با شعاع انحنای باشند. بیش از 0.05 میلی متر نیست. اگر شعاع انحنا از 0.0004d تجاوز نکند، ضریب تصحیح برای عدم تیز بودن لبه جلو برابر یک در نظر گرفته می شود. Primm این شرط برقرار است. زبری سطح سوراخ نباید بیشتر شود

برنج. 12.4. روش های نمونه گیری تحت فشار:

الف - از طریق سوراخ های جداگانه؛ ب - از اتاق های حلقوی (روش های زاویه ای)؛ ج - سوراخ های از طریق فلنج ها (روش فلنج با l1 = l2 = 25.4 میلی متر، سه شعاع - با l1 = D و l2 = 0.5D)

ضخامت دیافراگم E باید در محدوده 0.05D باشد، ضخامت از شرایط عدم تغییر شکل تحت تأثیر Δpv با قدرت تسلیم شناخته شده ماده تعیین می شود. اگر ضخامت واقعی دیافراگم کمتر از ضخامت محاسبه شده باشد، خطای δE به خطا در تعیین ضریب خروجی اضافه می شود (12.18).

طول قسمت استوانه ای سوراخ دیافراگم باید در محدوده 0.005D تا 0.02D باشد؛ اگر ضخامت از آخرین رقم بیشتر شود، یک سطح مخروطی با زاویه مخروطی 15 ± 45 درجه از انتهای خروجی ساخته می شود.

فشار p1 و p2 با استفاده از روش زاویه‌ای یا از طریق سوراخ‌های استوانه‌ای مجزا (شکل 12.4، a) یا از دو اتاق حلقوی که هر یک از آنها توسط یک شکاف حلقوی یا گروهی از سوراخ‌ها به طور یکنواخت به حفره داخلی خط لوله متصل می‌شوند، نمونه‌برداری می‌شوند. در اطراف محیط توزیع شده است (شکل 12.4، ب). طراحی دستگاه های انتخاب دیافراگم و نازل یکسان است. استفاده از دستگاه‌های اوریفیس با محفظه‌های حلقوی راحت‌تر است، به‌ویژه در صورت وجود اختلالات جریان موضعی، زیرا محفظه‌های حلقوی یکسان شدن فشار در اطراف لوله را تضمین می‌کنند، که امکان اندازه‌گیری دقیق‌تر افت فشار را با بخش‌های مستقیم کوتاه‌شده لوله فراهم می‌کند. خط لوله

با روش‌های انتخاب فشار فلنج و سه شعاع، دیفرانسیل از طریق سوراخ‌های استوانه‌ای مجزا که در فاصله دور در حالت اول قرار دارند اندازه‌گیری می‌شود.
میلی متر، و در دوم از صفحات دیافراگم (شکل 12.4، ج). ضریب خروجی C به روش انتخاب فشار بستگی دارد.

هنگام نصب دستگاه های محدود کننده، لازم است تعدادی از شرایط را رعایت کنید که بر خطای اندازه گیری تأثیر می گذارد.

دستگاه محدود کننده در خط لوله باید عمود بر محور خط لوله قرار گیرد. برای دیافراگم ها، غیر عمود بودن نباید از 1 درجه تجاوز کند. محور دستگاه محدودیت باید با محور خط لوله منطبق باشد. جابجایی محور دهانه دستگاه محدود کننده نسبت به محور خط لوله نباید از اگر جابجایی محور از مقدار مشخص شده بیشتر شود، اما کمتر باشد، 0.3% δex = به خطای ضریب اگزوز در (12.18) اضافه می شود. اگر جابجایی محور بیش از مقدار حد تعیین شده باشد، نصب سیستم کنترل مجاز نیست.

قسمت 2 بعدی خط لوله قبل و بعد از دستگاه محدود کننده باید استوانه ای، صاف، بدون برآمدگی روی آن و همچنین رشد و بی نظمی قابل مشاهده از پرچ ها، درزهای جوشکاری و غیره باشد. اگر انحراف قطر از مقدار متوسط ​​آن تجاوز نکند، خط لوله استوانه ای در نظر گرفته می شود. در غیر این صورت، اگر در فاصله lh از سیستم کنترل، ارتفاع طاقچه h دو شرط را برآورده کند.

سپس 0.2% δh = به خطای ضریب خروجی اضافه می شود.

یک شرط مهم، نیاز به اطمینان از جریان ثابت قبل از ورود به دهانه و پس از آن است. این جریان با وجود بخشهای مستقیم خط لوله با طول معین قبل و بعد از دستگاه محدود کننده تضمین می شود. در این مناطق، هیچ وسیله ای نباید نصب شود که بتواند هیدرودینامیک جریان را در ورودی یا خروجی دستگاه محدودکننده مخدوش کند. طول این بخش ها باید به گونه ای باشد که اعوجاج های جریان ایجاد شده توسط زانویی، شیرها و سه راهی ها را بتوان قبل از نزدیک شدن جریان به دستگاه محدود کننده صاف کرد. باید در نظر داشت که اعوجاج جریان در جلوی دستگاه محدودکننده بیشتر و در پشت آن اهمیت کمتری دارد، بنابراین شیرها

جدول 12.2

کوچکترین طول نسبی مقطع خطی به دیافراگم

№	نام مقاومت محلی	شانس			آر
		ak	به	sk	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,75	0,8
1	شیر دروازه، شیر توپی با سوراخ مساوی	11,5	82	6,7	12	12	12	13	15	19	24	30
2	دوشاخه ضربه بزنید	14,5	30,5	2,0	16	18	20	23	26	30	و	34
3	سوپاپ، سوپاپ	17,5	64,5	4,1	18	18	19	22	26	آ	38	44
4	دمپر	21,0	38,5	1,4	25	29	32	36	40	45	4/	50
5	سردرگم	5,0	114	6,8	5	5	6	6	U	16	11	zi
6	باریک شدن تیز متقارن	30,0	0,0	0,0	30	30	30	30	30	30	30	30
7	دیفیوزر	16,0	185	7,2	16	16	17	18	21	31	40	E4
8	انبساط تیز متقارن	47,5	54,5	1,8	51	54	58	64	70	77	80	84
9	آرنج تکی	10,0	113	5,2	10	11	11	14	18	28	36	46

و شیرها به خصوص شیرهای کنترلی توصیه می شود بعد از واحد کنترل نصب شوند. طول Lk قسمت مستقیم در مقابل دستگاه محدود کننده به قطر نسبی β، قطر خط لوله D و نوع مقاومت موضعی واقع قبل از بخش مستقیم بستگی دارد.

ضرایب ثابت بسته به نوع مقاومت موضعی. بزرگی آنها و کوچکترین مقادیر Lk1/D برای 9 نوع مقاومت محلی در جدول آورده شده است. 12.2.

بنابراین، برای نوع مقاومت محلی "شیر، شیر توپی کامل" در، در طول مقطع مستقیم L2 بعد از دستگاه محدودیت فقط به عدد For بستگی دارد و در 0.8 = مجاز است طول مقاطع مستقیم در جلوی سیستم کنترل را به مقداری کاهش دهیم که باعث خطای اضافی δL شود که از ±1٪ تجاوز نخواهد کرد. خطا با مقدار δσ0 جمع شده و با استفاده از فرمول محاسبه می شود

نسبت طول واقعی مقطع مستقیم به طول محاسبه شده کجاست. دقت مطابقت دارد

مجاز است طول مقطع خطی پس از سیستم کنترل را به نصف کاهش دهد، اما در این حالت خطای اضافی به ضریب اگزوز خواهد بود.

لازم است که محیط کنترل شده تمام سطح مقطع خط لوله را پر کند و حالت فاز ماده در هنگام عبور از دستگاه محدود کننده تغییر نکند. تراکم، گرد و غبار، گازها یا رسوبات آزاد شده از محیط کنترل شده نباید در نزدیکی دستگاه محدود کننده جمع شوند.

گیج فشار دیفرانسیل توسط دو خط اتصال (لوله پالس) با قطر داخلی حداقل 8 میلی متر به دستگاه انقباض متصل می شود. طول خطوط اتصال تا 50 متر مجاز است، اما به دلیل احتمال خطاهای دینامیکی زیاد، استفاده از خطوط بیشتر از 15 متر توصیه نمی شود.

برای اندازه گیری صحیح جریان، افت فشار در ورودی گیج فشار دیفرانسیل باید برابر با اختلاف فشار ایجاد شده توسط دستگاه محدود کننده باشد، یعنی. تفاوت از دستگاه محدود کننده به گیج فشار دیفرانسیل باید بدون اعوجاج منتقل شود.

این در صورتی امکان پذیر است که فشار ایجاد شده توسط ستون متوسط ​​در هر دو لوله اتصال یکسان باشد. در شرایط واقعی، ممکن است این برابری نقض شود. به عنوان مثال، هنگام اندازه گیری جریان گاز، دلیل این امر ممکن است تجمع میعانات در مقادیر نابرابر در خطوط اتصال و در هنگام اندازه گیری جریان مایع، برعکس، تجمع حباب های گاز آزاد شده باشد. برای جلوگیری از این امر، خطوط اتصال باید عمودی یا شیبدار با شیب حداقل 1:10 باشند و در انتهای بخش های شیبدار باید کلکتورهای میعانات یا گاز وجود داشته باشد. علاوه بر این، هر دو لوله ضربه ای باید در کنار هم قرار گیرند تا از گرم یا سرد شدن نابرابر آنها جلوگیری شود، که می تواند منجر به تراکم نابرابر مایع پرکننده آنها و در نتیجه خطای اضافی شود. هنگام اندازه گیری جریان بخار، اطمینان از سطوح یکسان و ثابت میعانات در هر دو لوله ضربه ای مهم است که با استفاده از مخازن تساوی به دست می آید.

چندین گیج فشار دیفرانسیل را می توان به یک دستگاه انقباض متصل کرد. در این حالت مجاز است خطوط اتصال یک فشارسنج دیفرانسیل را به خطوط اتصال دیگری متصل کرد.

هنگام اندازه گیری جریان مایع، توصیه می شود گیج فشار دیفرانسیل را در زیر دستگاه محدود کننده 1 نصب کنید که از ورود گازی که می تواند از مایع جاری خارج می شود به خطوط اتصال و گیج فشار دیفرانسیل جلوگیری کند (شکل 12.5، a).

برنج. 12.5. نمودار خطوط اتصال هنگام اندازه گیری جریان مایع با دیفماتومتر نصب شده در زیر (i) و بالای (ب) دستگاه محدود کننده:

1 - دستگاه انقباض؛ 2 - دریچه های قطع کننده؛ 3 - شیر تصفیه; 4 - کلکتورهای گاز;

5 - مخازن جداسازی

برای خطوط لوله افقی و شیبدار، خطوط اتصال باید از طریق شیرهای قطع کننده 2 به نیمه پایینی لوله (اما نه در پایین) متصل شوند تا از ورود گاز یا رسوب به خطوط از خط لوله جلوگیری شود. اگر گیج فشار دیفرانسیل هنوز در بالای دستگاه محدودیت نصب شده باشد (شکل 12.5، b)، در بالاترین نقاط خطوط اتصال لازم است کلکتورهای گاز 4 با دریچه های تصفیه نصب شوند. اگر خط اتصال از بخش های جداگانه تشکیل شده باشد (مثلاً هنگام دور زدن مانع)، جمع کننده های گاز در بالاترین نقطه هر بخش نصب می شوند. هنگام نصب یک گیج فشار دیفرانسیل بالای دستگاه محدودیت، لوله های نزدیک به دومی با یک خم U شکل قرار می گیرند و حداقل 0.7 متر از زیر خط لوله پایین می آیند تا احتمال ورود گاز به خطوط اتصال از لوله کاهش یابد. خطوط اتصال از طریق شیرهای 3 پاک می شوند.

هنگام اندازه گیری جریان رسانه های تهاجمی در خطوط اتصال، مخازن جداسازی 5 تا حد امکان نزدیک به دستگاه محدود کننده نصب می شوند. خطوط اتصال بین مخزن جداسازی و فشارسنج تفاضلی و خود مخزن تا حدی با یک مایع خنثی پر می شود. ، که چگالی آن بیشتر از چگالی محیط تهاجمی اندازه گیری شده است. بقیه ظرف و خطوط تا دهانه با یک محیط کنترل شده پر می شوند. در نتیجه، رابط بین محیط کنترل شده و مایع جداکننده در داخل ظرف است و سطوح رابط در هر دو ظرف باید یکسان باشد.

مایع جداکننده به گونه ای انتخاب می شود که از نظر شیمیایی با محیط کنترل شده برهمکنش نداشته باشد، با آن مخلوط نشود، رسوب ایجاد نکند و نسبت به مواد مخازن، خطوط اتصال و گیج فشار دیفرانسیل تهاجمی نباشد. متداول ترین مایعات جداکننده آب، روغن های معدنی، گلیسیرین و مخلوط آب-گلیسیرین هستند.

هنگام اندازه گیری جریان گاز، توصیه می شود فشارسنج دیفرانسیل بالای دستگاه محدود کننده نصب شود تا میعانات تشکیل شده در خطوط اتصال بتواند به خط لوله جریان یابد (شکل 12.6، a). خطوط اتصال باید از طریق شیرهای قطع کننده 2 به نیمه بالایی دستگاه محدود کننده متصل شوند؛ توصیه می شود آنها را به صورت عمودی قرار دهید. اگر تخمگذار عمودی خطوط اتصال امکان پذیر نیست، باید آنها را با شیب به سمت خط لوله یا جمع کننده های میعانات 4 قرار داد. زمانی که گیج فشار دیفرانسیل در زیر دستگاه محدودیت قرار دارد، شرایط مشابه باید برآورده شود (شکل 12.6، b). هنگام اندازه گیری جریان گاز تهاجمی، مخازن جداسازی باید در خطوط اتصال گنجانده شوند.

برنج. 12.6. نمودار خطوط اتصال هنگام اندازه گیری جریان گاز با نصب گیج فشار دیفرانسیل در بالای (i) و زیر (ب) دستگاه محدودیت:

1 - دستگاه انقباض؛ 2 - دریچه های قطع کننده؛ 3 - شیر تصفیه; 4 - جمع کننده میعانات

برنج. 12.7. نموداری که هدف از یکسان سازی مخازن متراکم را هنگام اندازه گیری جریان بخار توضیح می دهد:

a-c - مراحل اندازه گیری اختلاف فشار

هنگام اندازه گیری جریان بخار آب فوق گرم، خطوط اتصال عایق نشده با میعانات پر می شود. سطح میعانات و دما در هر دو خط باید در هر سرعت جریان یکسان باشد.

برای تثبیت سطوح بالای میعانات در هر دو خط اتصال، مخازن چگالش یکسان کننده در نزدیکی دستگاه محدود نصب می شوند. هدف از مخازن یکسان سازی را می توان با استفاده از شکل 1 توضیح داد. 12.7. اجازه دهید فرض کنیم که در غیاب مخازن یکسان سازی و جریان بخار مشخص، سطح میعانات در هر دو لوله ضربه یکسان است. با افزایش سرعت جریان در دستگاه محدودکننده، افت فشار افزایش می‌یابد و باعث می‌شود که جعبه غشاء تحتانی فشرده شود و قسمت بالایی کشیده شود (شکل 12.7، b). به دلیل تغییر در حجم جعبه ها، میعانات از لوله ضربه "مثبت" به محفظه پایینی "پلاس" گیج فشار دیفرانسیل جریان می یابد که منجر به کاهش سطح در آن به میزان h می شود. از محفظه فوقانی "منهای" گیج فشار دیفرانسیل، میعانات به داخل لوله ضربه و به خط بخار رانده می شود، اما ارتفاع ستون میعانات بدون تغییر باقی می ماند. اختلاف حاصل در سطوح میعانات باعث افت فشار hρg می شود که افت فشار را کاهش می دهد در دستگاه انقباض بنابراین، گیج فشار دیفرانسیل تحت تأثیر تفاوت قرار می گیرد، یعنی. قرائت دبی سنج دست کم گرفته می شود. به راحتی می توان دید که خطای اندازه گیری مطلق با افزایش تغییرات در نرخ جریان افزایش می یابد.

بدیهی است که با کاهش h می توان خطا را کاهش داد. برای انجام این کار، مخازن تراکم یکسان کننده (شکل 12.8) در انتهای لوله های ضربه ای نصب می شوند - سیلندرهای افقی با سطح مقطع بزرگ. از آنجایی که سطح مقطع این مخازن بزرگ است، جریان میعانات از آنها سطح خود را کمی تغییر می دهد، به طوری که می توان اختلاف Δpd را که توسط گیج فشار دیفرانسیل اندازه گیری می شود برابر با اختلاف در نظر گرفت. در دستگاه انقباض

برنج. 12.8. نمودار خطوط اتصال هنگام اندازه گیری جریان بخار با نصب گیج فشار دیفرانسیل در زیر (الف) و بالای (ب) دستگاه محدودیت:

1 - دستگاه انقباض؛ 2 - مخازن تساوی; 3، 4 - دریچه های خاموش و پاکسازی؛

دبی سنج های تفاضلی متغیرمتشکل از دستگاه هایی است که یک باریک شدن موضعی در خط لوله (دستگاه های محدود کننده) و گیج های فشار دیفرانسیل را تشکیل می دهند.

اصل عملکرد دستگاه های باریک کننده به شرح زیر است: هنگامی که یک جریان مایع، گاز یا بخار در یک بخش باریک خط لوله جریان می یابد، بخشی از انرژی پتانسیل فشار به انرژی جنبشی تبدیل می شود. متوسط ​​دبی افزایش می یابد و در نتیجه افت فشاری در دستگاه انقباض ایجاد می شود که بزرگی آن به دبی ماده بستگی دارد.

دستگاه های انقباض به دو گروه نرمال و غیر عادی تقسیم می شوند. گروه اول شامل دیافراگم ها، نازل ها و لوله های ونتوری است. دیافراگم ها و نازل ها در خطوط لوله دایره ای با قطر حداقل 50 میلی متر و لوله ونتوری - در خط لوله با قطر حداقل 100 میلی متر نصب می شوند.

گروه دوم دستگاه های محدود کننده شامل دیافراگم های دوگانه، نازل هایی با مشخصات دایره ای 1/4 و سایر دستگاه هایی است که برای اندازه گیری جریان مایعات چسبناک با قطر خط لوله کوچک استفاده می شوند.

دیافراگم ها(شکل 31) اتاق A - انتخاب پالس های فشار با استفاده از محفظه های حلقوی و بدون لوله B - انتخاب پالس های فشار با استفاده از سوراخ ها وجود دارد (جدول 13). ضخامت دیسک دیافراگم باید کمتر از 0.1 D باشد (D قطر اسمی خط لوله است).

دیافراگم های محفظه ایاز یک دیسک، یک واشر و دو محفظه حلقوی تشکیل شده است. محفظه های حلقوی فشار را قبل و بعد از دیافراگم اندازه گیری می کنند. ضخامت دیسک برای خطوط لوله با قطر D 3 میلی متر است< 150 мм и 6 мм для трубопроводов диаметром 150 < D < 400 мм.

برای لوله هایی با قطر حداقل 50 میلی متر می توان از نازل ها استفاده کرد. نمودار نازل در شکل نشان داده شده است. 32. قسمت بالایی مربوط به انتخاب پالس های فشار با استفاده از یک محفظه حلقوی است، قسمت پایین مربوط به انتخاب با استفاده از سوراخ است. در سری های کوچک تولید می شوند.

لوله Venturi دارای مقطعی باریک تر است که سپس به اندازه اصلی خود منبسط می شود. به دلیل این فرم، افت فشار در آن کمتر از دیافراگم ها و نازل ها است. لوله ونتوری از مخروط های ورودی و خروجی و یک قسمت میانی استوانه ای تشکیل شده است (شکل 33).

لوله ونتوری اگر قطر مخروط خروجی برابر با قطر خط لوله باشد بلند و اگر کمتر از قطر خط لوله باشد کوتاه نامیده می شود.

دستگاه های اوریفیس ابزاری ساده، ارزان و قابل اعتماد برای اندازه گیری جریان هستند. مشخصه کالیبراسیون دستگاه های محدودیت استاندارد را می توان با محاسبه تعیین کرد، بنابراین نیازی به دبی سنج استاندارد نیست. دستگاه محدودیت برای هر فلومتر جداگانه است.

از میان دستگاه های محدود کننده ذکر شده، دیافراگم ها بیشترین کاربرد را پیدا کرده اند، بنابراین مثال هایی از محاسبه دیافراگم برای اندازه گیری جریان آب و هوای مرطوب (گاز) ارائه می دهیم.

محاسبه دستگاه محدودیت شامل تعیین ابعاد دهانه عبور آن است.

1. حاصل ضرب ضریب جریان a و نسبت مساحت جریان دیافراگم ها به ناحیه خط لوله a را پیدا کنید:

2. معیارهای رینولدز مربوط به هزینه های برآورد شده و حداقل را محاسبه می کنیم:

3. با استفاده از حاصل ضرب صد با استفاده از نمودار (شکل 34)، مقدار a و a را تعیین می کنیم:

4. افت فشار ناشی از نصب دیافراگم را محاسبه کنید

افت فشار واقعی ناشی از نصب دیافراگم کمتر از مقدار مجاز است.

1. قطر گذرگاه دیافراگم را در دمای کار تعیین می کنیم:

6. قطر گذرگاه را در دمای 20 درجه سانتیگراد بیابید:

7. محاسبه را با استفاده از فرمول بررسی می کنیم:

1. تعیین چگالی هوای مرطوب:

2. مقدار تقریبی حاصل ضرب صد را با ضریب انبساط e = 1 بیابید:

1. ما معیار رینولدز را برای طراحی و حداقل نرخ جریان هوا محاسبه می کنیم:
2. با استفاده از نمودار (نگاه کنید به شکل 34)، مقادیر تقریبی a و a را تعیین می کنیم. آنها به ترتیب برابر با 0.445 و 0.673 هستند.
3. مقدار ضریب گسترش e را از نمودار (شکل 36) پیدا می کنیم - e = 0.975.
4. بیایید مقدار محصول a a 8 = 0.292 را روشن کنیم. 0.975 = 0.287.

1. با استفاده از محصول تصفیه شده a a 8 a و a را تعیین می کنیم (شکل 34 را ببینید):

مقدار حاصل کمتر از حد قابل قبول است.

1. ما افت فشار را از دستگاه محدود کننده محاسبه می کنیم (شکل 35 را ببینید): AP d = 55%;

10. محاسبه را با استفاده از فرمول بررسی کنید

یک نوع بر اساس دستگاه گیج های فشار دیفرانسیلو ابزارهای ثانویه را می توان برای شرایط مختلف اندازه گیری استفاده کرد.

جریان سنجدستگاه های محدود کننده جهانی هستند؛ آنها برای اندازه گیری جریان تقریباً هر رسانه تک فاز (گاهی اوقات دو فاز) در طیف گسترده ای از فشارها، دماها و قطرهای خط لوله استفاده می شوند.

معرفی

اتوماسیون فرآیندهای فناوری یکی از عوامل تعیین کننده در افزایش بهره وری و بهبود شرایط کاری است. کلیه تاسیسات صنعتی موجود و در حال ساخت به یک درجه یا درجه دیگر به تجهیزات اتوماسیون مجهز هستند.

پروژه های پیچیده ترین صنایع، به ویژه در متالورژی آهنی، پالایش نفت، شیمی و پتروشیمی، در تاسیسات تولید کود معدنی، انرژی و سایر صنایع، اتوماسیون جامع تعدادی از فرآیندهای تکنولوژیکی را فراهم می کند.

ابزارهای اتوماسیون همچنین در ساخت و ساز مسکن و امکانات اجتماعی در تهویه مطبوع، حذف دود و سیستم های تامین برق استفاده می شود.

اتوماسیون فرآیند فن آوری در نجاری نیز امیدوار کننده است. به عنوان مثال، اتوماسیون یک محفظه خشک کن، که در آن کیفیت محصول به تنظیم دقیق و به موقع پارامترهای اصلی بستگی دارد.

تکلیف طراحی دوره

دانا محفظه خشک کردن دسته ای، مملو از موادی است که توسط لیفتراک جابجا می شود. فرآیند خشک شدن در آن به صورت دوره ای اتفاق می افتد.

برای محاسبه ATS، پارامتر قابل تنظیم دمای عامل خشک کننده و فشار بخار است.

ویژگی های استاتیک و دینامیکی شی اتوماسیون

برای یک شی معین شما نیاز دارید:

یک نمودار اتوماسیون عملکردی ایجاد کنید، ابزارها و تجهیزات اتوماسیون را انتخاب کنید، مشخصات ابزارها و تجهیزات اتوماسیون را تهیه کنید.

یک محاسبه مهندسی سیستم کنترل خودکار را برای یک پارامتر مشخص انجام دهید.

یک نمودار شماتیک از کنترل خودکار برای یک پارامتر معین ایجاد کنید

یک نمای کلی از سپر ایجاد کنید

یک نمودار مدار منبع تغذیه با محاسبه و انتخاب دستگاه های کنترل و حفاظت تهیه کنید.

نمودار عملکردی اتوماسیون

هنگام طراحی سیستم های اتوماسیون برای فرآیندهای تکنولوژیکی در صنایع جنگلداری و نجاری، تمام راه حل های فنی برای اتوماسیون ماشین ها، واحدها یا بخش های جداگانه فرآیند فن آوری بر روی نمودارهای اتوماسیون نمایش داده می شود.

نمودارهای اتوماسیون سند فنی اصلی است که ساختار و ارتباطات عملکردی بین فرآیندهای فناورانه، ابزارها، دستگاه های نظارت و کنترل را تعریف می کند و ماهیت اتوماسیون فرآیندهای فناوری را منعکس می کند.

هنگام توسعه طرح های اتوماسیون فرآیند، لازم است وظایف اصلی زیر را حل کنید:

جمع آوری و پردازش اولیه اطلاعات؛

ارائه اطلاعات به دیسپچر؛

کنترل انحرافات پارامترهای تکنولوژیکی؛

کنترل اتوماتیک و از راه دور؛

محاسبه دستگاه محدودیت

داده برای محاسبه دستگاه محدودیت.

قطر داخلی خط لوله D 20، میلی متر
فشار مطلق p، MPa
حداکثر جرم جریان بخار، Q m max، کیلوگرم در ساعت
مواد دیافراگم
تا دیافراگم موجود است	با مخلوط کردن. جریان ها
مواد لوله
دمای بخار t, °C
میانگین مصرف بخار Q میانگین (0.5¸0.7) Q m. حداکثر = 0.68 Q m. حداکثر، کیلوگرم در ساعت
حداقل جریان Q min =(0.25¸0.33)Q m = 0.31 Qm کیلوگرم در ساعت
افت فشار مجاز р` p.d.. = (0.05¸0.1)р = 0.085 р, kPa

2. ویسکوزیته دینامیکی بخار:

ضریب تصحیح برای انبساط فلز K t:

قطر داخلی خط لوله: D = D 20 K t = 150 1.0029 = 150.435 میلی متر

بسته به حداکثر جریان بخار کنترل شده Q m max، نزدیکترین عدد بزرگتر از اعداد سری Q pr انتخاب می شود:

Q m max = 7000 Þ Q pr = 8000 kg/h

عدد انتخاب شده حد بالایی اندازه گیری در مقیاس فشارسنج دیفرانسیل یا دستگاه اندازه گیری است:

ما افت فشار مجاز محاسبه شده را تعیین می کنیم:

r` p.d. = 0.085 × 0.784 = 0.067 مگاپاسکال = 67 کیلو پاسکال

بیایید یک کمیت کمکی تعریف کنیم:

با استفاده از مقدار محاسبه شده C و مقدار داده شده p p.d، مقدار مورد نظر Dp n و مقدار تقریبی m را با استفاده از نوموگرام پیدا می کنیم:

Dр n = 100 کیلو پاسکال

نازل Re gr = 10.5 10 4

اجازه دهید ضریب تصحیح e را برای انبساط بخار با استفاده از نوموگرام ارائه شده در دفترچه راهنما تعیین کنیم:

;

10. مقدار کمکی ma را محاسبه کنید:

11. ماژول m و ضریب جریان a را از مقدار ma تعیین کنید:

12. افت فشار در سراسر دیافراگم را با استفاده از فرمول تعیین کنید:

با استفاده از مقدار یافت شده m، قطر تخمینی دهانه دستگاه محدودیت را در شرایط عملیاتی تعیین می کنیم:

بر اساس اندازه d یافت شده، با در نظر گرفتن ضریب انبساط خطی ماده دیافراگم Kt:

محاسبه بررسی می شود:

ما خطای محاسبه را تعیین می کنیم:

لازم است اصلاحاتی در محاسبه انجام شود، زیرا δ> 0.2٪ است. قطر داخلی خط لوله d = 73 میلی متر را می گیریم و محاسبه را تکرار می کنیم:

محاسبه و انتخاب نهاد نظارتی.

نهادهای نظارتی بخش اصلی رگولاتورها هستند. آنها برای تغییر نرخ جریان یک ماده خارج شده یا عرضه شده به جسم تنظیم شده طراحی شده اند. RO مقاومت های هیدرولیکی متغیری هستند که در خط لوله نصب می شوند. دریچه گاز جریان با تغییر ناحیه جریان بدنه دریچه گاز با استفاده از یک دریچه انجام می شود. اگر محدودیت های کنترل بین 10 تا 90 درصد ضریب ظرفیت شیر ​​باشد، شیرهای کنترل به طور معمول کار می کنند. هرچه طول شاتر طولانی تر باشد، تنظیم نرم تر است.

داده های اولیه برای محاسبه

قطر داخلی خط بخار D، میلی متر
فشار بخار مطلق در ورودی p 0, kPa
حداکثر جریان بخار G max. ، کیلوگرم در ساعت
طول خط لوله تا RO، L1، متر
مقاومت های محلی در برابر RO: پیچ های تند (n1 دور در زاویه a)
گیج کننده زاویه دار
حداقل مصرف بخار G دقیقه، کیلوگرم در ساعت
طول خط لوله بخار پس از RO، L2، متر
فشار خروجی مطلق p k، kPa
لوله های بخار - جوش داده شده با خوردگی
فشار p 2 بعد از RO: p 2 = p 1 - (0.3¸ 0.4) (p 0 -p) = p 1 -0.32 (p 0 -p);

محاسبه چگالی بخار فوق گرم طبق جدول ارائه شده در دفترچه راهنما:

ρ = 3.756 کیلوگرم بر متر 3

ویسکوزیته بخار دینامیکی:

اجازه دهید عدد رینولدز مربوط به قطر خط لوله را در Gmin تعیین کنیم. محاسبه را می توان تحت شرایط Re ³ 2000 ادامه داد.

اجازه دهید ضریب اصطکاک l را برای یک R e مشخص تعیین کنیم:

بیایید طول کل خط لوله را تعیین کنیم:

بیایید سرعت متوسط ​​در خط لوله بخار را در G max تعیین کنیم:

اجازه دهید افت فشار ناشی از اصطکاک بر حسب کیلو پاسکال را در بخش های مستقیم خط لوله بخار در G max تعیین کنیم:

ما افت فشار را در مقاومت های موضعی در G max تعیین می کنیم.

6.1. ورزش
برای کار دوره ای در این رشته
"مدیریت، صدور گواهینامه و نوآوری"
با موضوع: "محاسبه دستگاه اندازه گیری جریان متوسط"

1) قطر یک دیافراگم معمولی ساخته شده از فولاد درجه 1Х18Н9Т را برای اندازه گیری جریان جرمی محیط با استفاده از روش افت فشار متغیر مطابق با داده های اولیه نشان داده شده در جدول محاسبه کنید. 1. شماره گزینه بر اساس آخرین رقم کد دانش آموز انتخاب می شود.

2) بر روی یک صفحه با فرمت A2 یک نقشه از مجموعه دیافراگم در خط لوله اندازه گیری و نموداری از طرح دستگاه اندازه گیری برای اندازه گیری فشار دیفرانسیل بکشید.

جدول 6.1

داده های اولیه برای محاسبه

	قطر لوله در دمای 20 درجه سانتی گراد، D 20، میلی متر	فشار متوسط ​​مطلق، p، MPa	دمای محیط اندازه گیری شده، t, °C	حداکثر دبی متوسط، Q max، کیلوگرم در ساعت	میانگین مصرف متوسط، Q میانگین، کیلوگرم در ساعت	افت فشار مجاز، میلی متر آب. هنر	متوسط ​​قابل اندازه گیری	مواد لوله

6.2. روش محاسبه دستگاه محدودیت

داده های اولیه برای یک گزینه ارائه شده است:

الف) محیط اندازه گیری شده – ...;

ب) بالاترین جریان جرمی اندازه گیری شده، کیلوگرم در ساعت.

ج) متوسط ​​جریان جرمی اندازه گیری شده، کیلوگرم در ساعت.

د) فشار مطلق محیط مقابل دستگاه محدودکننده، kgf/cm 2 (1 kgf/cm 2 = 0.1 مگاپاسکال).

ه) دمای محیط مقابل دستگاه محدودکننده، درجه سانتیگراد.

ه) قطر داخلی خط لوله اندازه گیری در مقابل دستگاه محدود کننده در دمای 20 درجه سانتیگراد: D 20 = ... میلی متر.

ز) افت فشار مجاز در دبی برابر Q max = ... میلی متر آب. هنر.

ح) مواد خط لوله - درجه فولاد ...

6.2.1. تعیین داده های از دست رفته برای محاسبات

1. چگالی محیط تحت شرایط عملیاتی (تعیین شده بر اساس جدول A.1 یا A.2):

r = ... کیلوگرم بر متر 3.

2. ویسکوزیته دینامیکی محیط (برای آب - جدول A.3، برای بخار - شکل A.1):

m = … kgf×s/m 2.

3. ضریب تصحیح برای انبساط حرارتی مواد خط لوله (شکل A.2):

4. قطر داخلی خط لوله در شرایط عملیاتی:

، میلی متر

5. شاخص آدیاباتیک (تعیین شده برای بخار آب طبق نمودار - شکل A.3):

6.2.2. انتخاب دستگاه محدود کننده و گیج فشار دیفرانسیل

6. به عنوان یک دستگاه باریک، یک دیافراگم محفظه معمولی ساخته شده از فولاد 1Х18Н9Т را انتخاب می کنیم.

7. برای اندازه گیری فشار دیفرانسیل، از گیج فشار دیفرانسیل یا مبدل فشار دیفرانسیل استفاده می کنیم (نوع و مدل گیج فشار دیفرانسیل یا مبدل فشار دیفرانسیل را مشخص کنید - جدول P.4، یا P.5، یا P.6 را ببینید - اختیاری است. ).

8. حد بالایی اندازه گیری گیج فشار دیفرانسیل (بر اساس سری استاندارد انتخاب شده، توصیه های پیوست را ببینید):

Q p = …، کیلوگرم در ساعت.

6.2.3. محاسبه

9. فشار دیفرانسیل اسمی گیج فشار دیفرانسیل را محدود کنید (بر اساس سری استاندارد انتخاب شده است، به توصیه های پیوست مراجعه کنید):

= ...، kgf/cm 2 = ...، kgf/m 2.

10. مقدار کمکی ma:

,