Vertailukelpoisten mittaustulosten saamiseksi kaasun tai höyryn tilavuusvirta saatetaan standardiolosuhteisiin.

Laitteita, jotka mittaavat aineen virtausta, kutsutaan virtausmittareita. Laitteita, jotka mittaavat putkilinjan tietyn osan läpi tietyn ajanjakson aikana virtaavan aineen määrää, kutsutaan määrälaskurit. Tässä tapauksessa aineen määrä määritetään kahden peräkkäisen mittarin lukeman erotuksena tämän ajanjakson alussa ja lopussa. Mittarin lukemat ilmaistaan ​​tilavuusyksiköinä, harvemmin massayksiköinä. Laitetta, joka mittaa samanaikaisesti aineen virtausta ja määrää, kutsutaan virtausmittariksi laskurilla. Virtausmittari mittaa nykyisen virtausnopeuden ja laskuri integroi virtausnopeudet.

Viime aikoina raja mittarien ja virtausmittarien välillä on käytännössä kadonnut. Virtausmittarit on varustettu välineillä nesteen tai kaasun määrän määrittämiseksi ja mittarit virtauksen määritysvälineillä, mikä mahdollistaa mittarien ja virtausmittarien yhdistämisen yhdeksi laiteryhmäksi - virtausmittariksi.

Laite (kalvo, suutin, paineputki), joka havaitsee mitatun virtausnopeuden suoraan ja muuntaa sen toiseksi mittaukselle sopivaksi suureksi (esimerkiksi paine-eroksi) on ns. virtauksen muunnin.

Tämän ryhmän virtausmittarien toimintaperiaate perustuu putkistoon asennetun kiinteän laitteen aiheuttaman painehäviön riippuvuuteen aineen virtausnopeudesta.

Mitattaessa virtausta säädettävällä painehäviömenetelmällä putkistossa, jonka läpi väliaine virtaa, aseta supistava laite(SU), mikä luo paikallisen virtauksen kaventamisen. Koska osa virtauksen potentiaalienergiasta muuttuu liike-energiaksi, keskimääräinen virtausnopeus kavennetussa osassa kasvaa. Tämän seurauksena staattinen paine tässä osassa tulee pienemmäksi kuin staattinen paine ohjausyksikön edessä. Mitä suurempi virtaavan väliaineen virtausnopeus on, sitä suurempi on näiden paineiden ero, ja siksi se voi toimia kulutuksen mitta. Painehäviö ohjausyksikön yli (kuva 78, A) on yhtä suuri

missä on paine rajoituslaitteen sisääntulossa; - paine ulostulossa.

Aineen virtausnopeuden mittaaminen muuttuvan paine-eron menetelmällä on mahdollista seuraavin ehdoin:

1) ainevirta täyttää koko putkilinjan poikkileikkauksen;

2) aineen virtaus putkilinjassa on käytännössä tasaista;

3) GC:n läpi virtaavan aineen faasitila ei muutu (neste ei haihdu; nesteeseen liuenneet kaasut eivät desorboi, höyry ei tiivisty).

Riisi. 5.78. Muuttuvan paine-eron virtausmittarit:

A— kalvon läpi kulkevan virtauksen rakenne; b — staattinen paineen jakautuminen R lähellä kalvoa putkilinjan pituudella; / - supistuslaite (kalvo); 2 — impulssiputket; 3 — -muotoinen paine-eromittari; - ainevirran poikkileikkaus, johon kalvon häiritsevä vaikutus ei vaikuta; — aineen virtauksen poikkileikkaus sen suurimman puristuksen paikasta; c - suutin; G - Venturi-suutin

Vakioreikälaitteita käytetään laajalti suutinlaitteina nesteiden, kaasujen ja höyryn virtauksen mittaamiseen. Näitä ovat vakiokalvo, ISA 1932 -suutin, Venturi-putki ja Venturi-suutin.

Suutin ISA 1932 (jäljempänä suutin) on pyöreällä reiällä varustettu ohjausyksikkö, jonka sisääntulossa on tasaisesti kapeneva osa, jonka profiili on muodostettu kahdesta vastakkaisesta kaaresta, joka muuttuu ulostulossa sylinterimäiseksi osaksi, jota kutsutaan kaulaksi ( Kuva 78, V).

Venturi-virtausputki(jäljempänä Venturi-putki) on pyöreällä reiällä varustettu ohjausyksikkö, jonka sisääntulossa on kartiomainen kartiomainen, sylinterimäiseksi osaksi muuttuva osa, joka on liitetty ulostulossa laajenevaan kartiomaiseen osaan, jota kutsutaan diffuusoriksi.

Venturi- Venturi-putki, jossa on kapeneva tuloosa ISA 1932 -suuttimen muodossa (kuva 78, G).

Näitä tutkituimpia nesteiden, kaasun ja höyryn virtauksen ja määrän mittausmenetelmiä voidaan käyttää missä tahansa mitattavan väliaineen paineessa ja lämpötilassa.

Asennamme kalvon putkilinjaan siten, että sen reiän keskikohta on putkilinjan akselilla (kuva 78, A). Ainevirran kaventuminen alkaa ennen kalvoa, jollain etäisyydellä kalvon takana virtaus saavuttaa pienimmän poikkileikkauksensa. Virtaus laajenee sitten vähitellen täyteen poikkileikkaukseensa. Kuvassa 78, b näyttää paineen jakautumisen putkilinjan seinämää pitkin (yhtenäinen viiva) sekä paineen jakautumisen putkilinjan akselia pitkin (katkoviiva). Putkilinjan seinämien lähellä oleva virtauspaine SS:n jälkeen ei saavuta aikaisempaa arvoaan turbulenssin, törmäyksen ja kitkan aiheuttaman peruuttamattoman menetyksen määrällä (merkittävä osa energiasta kuluu).

Staattisten paineiden näytteenotto on mahdollista yhdistävien impulssiputkien avulla 2, työnnetään reikiin, jotka sijaitsevat ennen ja jälkeen kalvon / (kuva 78, A), ja paine-eron mittaaminen on mahdollista jollain paine-eromittarilla (tässä tapauksessa muotoiltu paine-eromittari 3).

Suutin (kuva 78, V) Se on rakenteellisesti valmistettu suuttimena, jossa on pyöreä samankeskinen reikä, jonka sisääntulossa on tasaisesti kapeneva osa ja ulostulossa kehittynyt osa. Suutinprofiili varmistaa ainevirran lähes täydellisen kokoonpuristumisen ja siksi suuttimen sylinterimäisen aukon pinta-ala voidaan ottaa yhtä suureksi kuin virtauksen pienin poikkileikkaus, ts. Staattisen paineen jakautuminen suuttimessa putkilinjan pituudella on sama kuin kalvon. Painevalinta on sama sekä ennen suutinta että sen jälkeen, kuten kalvossa.

Venturi-suutin (kuva 78, G) koostuu rakenteellisesti sylinterimäisestä sisääntuloosasta; tasaisesti kapeneva osa, joka muuttuu lyhyeksi lieriömäiseksi osaksi; laajenevasta kartiomaisesta osasta - diffuusori. Venturi-suuttimessa on diffuusorin ansiosta pienempi painehäviö kuin kalvossa ja suuttimessa. Staattisen paineen jakautuminen Venturi-suuttimessa putkilinjan pituudella on sama kuin kalvon ja suuttimen. Paine poistetaan kahdella rengasmaisella kammiolla, joista kumpikin on yhdistetty Venturi-suuttimen sisäonteloon kehän ympärillä tasaisesti sijoitetulla reikällä.

Nyt kokoonpuristumattoman nesteen tilavuusvirtayhtälö saa muodon:

Ottaen huomioon korjauskertoimen e käyttöönoton, joka ottaa huomioon mitatun väliaineen laajenemisen, kirjoitamme lopuksi yhtälön uudelleen:

Kokoonpuristumattomalle nesteelle korjauskerroin e on yhtä suuri kuin yksikkö, kun mitataan kokoonpuristuvan väliaineen (kaasu, höyry) virtausnopeutta, korjauskerroin määritetään erityisillä nomogrammeilla.

Vakiorajoituslaitteita voidaan käyttää yhdessä paine-eromittareiden kanssa nesteiden, kaasujen ja höyryn virtauksen ja määrän mittaamiseen pyöreissä putkissa (missä tahansa).

Jos rajoituslaitteita on tarpeen käyttää halkaisijaltaan pienissä putkissa, ne on kalibroitava yksilöllisesti, ts.

Riippuvuuden kokeellinen määritys

Yleisimmät ovat kahdeksan erilaista ohjausjärjestelmätyyppiä: kalvot kulma-, laippa- ja kolmisäteisellä paineenvalintamenetelmällä, ISA 1932 -suuttimet, Venturi-putket koneistetulla ja käsittelemättömällä kartiomaisella osalla, lyhyet ja pitkät, Venturi-suuttimet lyhyet ja pitkät. Vakiokalvoja käytetään ehdolla 0,2 ja Ven-

turi - klo. Tarkka rajoituslaitteen tyyppi valitaan laskennan aikana riippuen käyttöolosuhteista, vaaditusta tarkkuudesta ja sallitusta painehäviöstä.

Geometrisen samankaltaisuuden säilyttämiseksi ohjausjärjestelmät on valmistettava yleisimpien kavennuslaitteiden - kuvassa 2 esitettyjen kalvojen - vaatimusten mukaisesti. 12.4. Kalvon päiden tulee olla tasaisia ​​ja yhdensuuntaisia ​​toistensa kanssa. Pään karheuden tulee olla D:n sisällä, lähtöpään karheuden tulee olla 0,01 mm:n sisällä. Jos kalvoa käytetään virtausnopeuden mittaamiseen molempiin suuntiin, niin molempien päiden tulee työstää karheudella, joka on enintään, tässä tapauksessa ei ole kartiomaista laajenemista ja molemmilla puolilla olevien reunojen tulee olla teräviä kaarevuussäteellä enintään 0,05 mm. Jos kaarevuussäde ei ylitä 0,0004d, niin etureunan epäterävyyden korjauskerroin on yhtä suuri kuin yksi. Primm tämä ehto täyttyy. Reiän pinnan karheus ei saa ylittää

Riisi. 12.4. Painenäytteenottomenetelmät:

a - erillisten reikien läpi; b - rengasmaisista kammioista (kulmamenetelmät); c - laippojen läpimenevät reiät (laippamenetelmä, jossa l1 = l2 = 25,4 mm, kolmisäde - l1 = D ja l2 = 0,5D)

Kalvon E paksuuden tulisi olla alueella 0,05 D asti, paksuus määritetään muodonmuutoksen puuttumisesta Δpv:n vaikutuksesta materiaalin tunnetulla myötörajalla. Jos kalvon todellinen paksuus on pienempi kuin laskettu, niin ulosvirtauskertoimen (12.18) määritysvirheeseen lisätään virhe δE.

Kalvon reiän lieriömäisen osan pituuden tulee olla välillä 0,005D - 0,02D; jos paksuus ylittää viimeisen luvun, ulostulopäästä tehdään kartiomainen pinta, jonka kartiokulma on 45 ± 15°.

Paine p1 ja p2 otetaan kulmamenetelmällä joko erillisten sylinterimäisten reikien kautta (kuva 12.4, a) tai kahdesta rengasmaisesta kammiosta, joista kumpikin on yhdistetty putkilinjan sisäonteloon rengasmaisella raolla tai reikäryhmällä tasaisesti jaettu kehän ympärille (kuva 12.4, b). Kalvojen ja suuttimien valintalaitteiden rakenne on sama. Rengasmaisilla kammioilla varustettuja suuttimia on helpompi käyttää erityisesti paikallisten virtaushäiriöiden yhteydessä, koska rengaskammiot varmistavat paineen tasauksen putken kehän ympärillä, mikä mahdollistaa painehäviön tarkemman mittauksen lyhennetyillä suorilla osilla. putki

Laippa- ja kolmen säteen paineenvalintamenetelmillä ero mitataan erillisistä sylinterimäisistä reikistä, jotka sijaitsevat etäisyyden päässä ensimmäisessä tapauksessa
mm, ja toisessa kalvon tasoista (kuva 12.4, c). Ulosvirtauskerroin C riippuu paineen valintamenetelmästä.

Rajoituslaitteita asennettaessa on noudatettava useita mittausvirheeseen vaikuttavia ehtoja.

Putkilinjan rajoituslaitteen tulee sijaita kohtisuorassa putkilinjan akseliin nähden. Kalvoissa epäsuora kulma ei saa ylittää 1°. Rajoituslaitteen akselin on oltava sama kuin putkilinjan akseli. Rajoituslaitteen aukon akselin siirtymä suhteessa putkilinjan akseliin ei saa ylittää Jos akselin siirtymä ylittää määritellyn arvon, mutta on pienempi, δex = 0,3 % lisätään pakokaasukertoimen virheeseen kohdassa (12.18). Jos akselin siirtymä ylittää määritellyn raja-arvon, ohjausjärjestelmän asennus ei ole sallittua.

Putkilinjan 2D-osan ennen rajoituslaitetta ja sen jälkeen tulee olla lieriömäinen, sileä, siinä ei saa olla reunuksia, samoin kuin näkyviä kasvuja ja epäsäännöllisyyksiä niiteistä, hitsaussaumoista jne. Putkilinjaa pidetään lieriömäisenä, jos halkaisijan poikkeama ei ylitä sen keskiarvoa. Muuten, jos etäisyydellä lh ohjausjärjestelmästä reunan h korkeus täyttää kaksi ehtoa

silloin δh = 0,2 % lisätään ulosvirtauskertoimen virheeseen.

Tärkeä ehto on tarve varmistaa tasainen virtaus ennen aukkoon tuloa ja sen jälkeen. Tämä virtaus varmistetaan tietyn pituisten suorien putkilinjaosien läsnäololla ennen ja jälkeen rajoituslaitteen. Näille alueille ei saa asentaa laitteita, jotka voivat vääristää virtauksen hydrodynamiikkaa rajoituslaitteen sisään- tai ulostulossa. Näiden osien pituuden on oltava sellainen, että mutkien, venttiilien ja tiilien aiheuttamat virtausvääristymät voidaan tasoittaa ennen kuin virtaus lähestyy rajoituslaitetta. On pidettävä mielessä, että virtausvääristymät rajoituslaitteen edessä ovat merkittävämpiä ja paljon vähemmän tärkeitä sen takana, joten venttiilit

Taulukko 12.2

Lineaarisen osan pienimmät suhteelliset pituudet kalvoon nähden

№	Paikallisen vastuksen nimi	Kertoimet			R
		ak	TO	sk	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,75	0,8
1	Luistiventtiili, tasaporainen palloventtiili	11,5	82	6,7	12	12	12	13	15	19	24	30
2	Kytke hana	14,5	30,5	2,0	16	18	20	23	26	30	JA	34
3	Sulkuhana, venttiili	17,5	64,5	4,1	18	18	19	22	26	A	38	44
4	Vaimennin	21,0	38,5	1,4	25	29	32	36	40	45	4/	50
5	Hämmentynyt	5,0	114	6,8	5	5	6	6	U	16	11	zi
6	Symmetrinen terävä kapeneminen	30,0	0,0	0,0	30	30	30	30	30	30	30	30
7	Hajotin	16,0	185	7,2	16	16	17	18	21	31	40	E4
8	Symmetrinen terävä laajeneminen	47,5	54,5	1,8	51	54	58	64	70	77	80	84
9	Yksittäinen kyynärpää	10,0	113	5,2	10	11	11	14	18	28	36	46

ja venttiilit, erityisesti ohjausventtiilit, on suositeltavaa asentaa ohjausyksikön jälkeen. Rajoituslaitteen edessä olevan suoran osan pituus Lк riippuu suhteellisesta halkaisijasta β, putkilinjan D halkaisijasta ja ennen suoraa osuutta sijaitsevan paikallisvastuksen tyypistä,

Vakiokertoimet paikallisen vastuksen tyypistä riippuen. Niiden suuruus ja Lк1/D pienimmät arvot yhdeksälle paikalliselle vastustyypille on esitetty taulukossa. 12.2.

Joten paikallisvastuksen tyypille "Venttiili, täysreikäinen palloventtiili" osoitteessa, klo Suoran osan L2 pituus rajoituslaitteen jälkeen riippuu vain numerosta For ja arvolla = 0,8, ohjausjärjestelmän edessä olevien suorien osien pituutta saa pienentää arvoon, joka aiheuttaa lisävirheen δL, joka ei ylitä ±1 %. Virhe summataan arvoon δс0 ja lasketaan kaavalla

missä on suoran osuuden todellisen pituuden suhde laskettuun pituuteen. Tarkkuus vastaa

Lineaariosan pituutta ohjausjärjestelmän jälkeen saa vähentää puoleen, mutta tässä tapauksessa pakokaasukertoimen lisävirhe on

On välttämätöntä, että ohjattu väliaine täyttää koko putkilinjan poikkileikkauksen, eikä aineen faasitila saa muuttua kulkiessaan rajoituslaitteen läpi. Valvotusta ympäristöstä vapautuvaa kondensaatiota, pölyä, kaasuja tai sedimenttejä ei saa kertyä rajoituslaitteen lähelle.

Paine-eromittari on yhdistetty supistuslaitteeseen kahdella liitäntäjohdolla (pulssiputkella), joiden sisähalkaisija on vähintään 8 mm. Liitoslinjojen pituus enintään 50 m on sallittu, mutta suurten dynaamisten virheiden mahdollisuuden vuoksi ei ole suositeltavaa käyttää yli 15 m pitkiä linjoja.

Virtauksen oikein mittaamiseksi paine-eron paine-eron tulon painehäviön on oltava yhtä suuri kuin rajoituslaitteen kehittämä paine-ero, ts. erotus rajoituslaitteesta paine-eromittariin on siirrettävä ilman vääristymiä.

Tämä on mahdollista, jos väliainekolonnin synnyttämä paine molemmissa liitosputkissa on sama. Todellisissa olosuhteissa tätä tasa-arvoa voidaan loukata. Esimerkiksi kaasuvirtausta mitattaessa syynä tähän voi olla kondensaatin epätasainen kerääntyminen liitäntälinjoihin ja nestevirtausta mitatessa päinvastoin vapautuneiden kaasukuplien kerääntyminen. Tämän välttämiseksi liitoslinjojen tulee olla joko pystysuorat tai kaltevat vähintään 1:10 ja kaltevien osien päissä on oltava lauhteen tai kaasun kerääjät. Lisäksi molemmat impulssiputket tulee sijoittaa vierekkäin, jotta vältetään niiden epätasainen lämpeneminen tai jäähtyminen, mikä voi johtaa ne täyttävän nesteen epätasaiseen tiheyteen ja siten lisävirheeseen. Höyryvirtausta mitattaessa on tärkeää varmistaa tasainen ja tasainen lauhteen määrä molemmissa impulssiputkissa, mikä saavutetaan tasausastioita käyttämällä.

Yhteen kuristuslaitteeseen voidaan kytkeä useita paine-eromittareita. Tässä tapauksessa on sallittua liittää yhden paine-eromittarin liitäntäjohdot toisen liitäntälinjoihin.

Nestevirtausta mitattaessa on suositeltavaa asentaa paine-eromittari rajoituslaitteen 1 alle, mikä estää virtaavasta nesteestä vapautuvan kaasun pääsyn liitäntäjohtoihin ja paine-eromittariin (kuva 12.5, a).

Riisi. 12.5. Kaavio liitäntälinjoista, kun mitataan nestevirtausta difmatometrillä, joka on asennettu rajoituslaitteen alapuolelle (i) ja (b) yläpuolelle:

1 - kuristuslaite; 2 - sulkuventtiilit; 3 - tyhjennysventtiili; 4 - kaasunkerääjät;

5 - erotusastiat

Vaakasuuntaisissa ja kaltevissa putkissa liitoslinjat tulee liittää sulkuventtiilien 2 kautta putken alaosaan (mutta ei aivan pohjaan), jotta kaasua tai sedimenttiä ei pääse putkilinjasta tuleviin linjoihin. Jos paine-eromittari on edelleen asennettuna rajoituslaitteen yläpuolelle (kuva 12.5, b), liitäntälinjojen korkeimpiin kohtiin on tarpeen asentaa kaasunkerääjät 4 tyhjennysventtiileillä. Jos liitäntäjohto koostuu erillisistä osista (esimerkiksi esteen ohittaessa), kaasunkerääjät asennetaan kunkin osan korkeimpaan kohtaan. Asennettaessa paine-eromittari rajoituslaitteen yläpuolelle, sen lähellä olevat putket asetetaan U-muotoisella mutkalla, joka laskeutuu putkilinjan alle vähintään 0,7 m, jotta vähennetään kaasun pääsyä putkesta liitoslinjoihin. Liitosjohdot tyhjennetään venttiilien 3 kautta.

Mitattaessa aggressiivisten väliaineiden virtausta liitäntälinjoissa mahdollisimman lähelle rajoitinlaitetta asennetaan erotusastiat 5. Erotusastian ja paine-eromittarin väliset yhdysjohdot sekä itse astia on osittain täytetty neutraalilla nesteellä. , jonka tiheys on suurempi kuin mitattavan aggressiivisen väliaineen tiheys. Loput astiasta ja linjat aukkoon asti täytetään kontrolloidulla väliaineella. Näin ollen rajapinta säädellyn väliaineen ja erotusnesteen välillä on astian sisällä, ja rajapintatasojen molemmissa astioissa on oltava samat.

Erotusneste valitaan siten, että se ei ole kemiallisesti vuorovaikutuksessa säädellyn väliaineen kanssa, ei sekoitu sen kanssa, ei muodosta kerrostumia eikä ole aggressiivinen astioiden, liitoslinjojen ja paine-eromittarin materiaalia kohtaan. Yleisimmin käytetyt erotusnesteet ovat vesi, mineraaliöljyt, glyseriini ja vesi-glyseriini-seokset.

Kaasuvirtausta mitattaessa on suositeltavaa asentaa paine-eromittari rajoituslaitteen yläpuolelle, jotta liitoslinjoihin muodostuva lauhde pääsee virtaamaan putkistoon (kuva 12.6, a). Liitosjohdot on liitettävä sulkuventtiilien 2 kautta rajoittimen yläosaan, ne kannattaa sijoittaa pystysuoraan. Jos liitoslinjojen pystysuora asennus ei ole mahdollista, ne tulee asentaa kaltevana putkilinjaa tai lauhteenkerääjiä kohti 4. Samanlaiset vaatimukset on täytettävä, kun paine-eromittari sijaitsee rajoituslaitteen alapuolella (kuva 12.6, b). Mittattaessa aggressiivisen kaasun virtausta, erotusastiat on sisällytettävä liitäntälinjoihin.

Riisi. 12.6. Kaavio liitäntälinjoista, kun kaasuvirtausta mitataan, kun paine-eromittari on asennettu rajoituslaitteen yläpuolelle (i) ja alapuolelle (b):

1 - kuristuslaite; 2 - sulkuventtiilit; 3 - tyhjennysventtiili; 4 - kondenssiveden kerääjä

Riisi. 12.7. Kaavio, joka selittää lauhdutusastioiden tasauksen tarkoituksen höyryvirtausta mitattaessa:

a-c - paine-eron mittausvaiheet

Tulistetun vesihöyryn virtausta mitattaessa eristämättömät liitäntäjohdot täytetään lauhdevedellä. Lauhteen määrän ja lämpötilan molemmissa linjoissa on oltava samat kaikilla virtausnopeuksilla.

Molempien liitäntälinjojen lauhteen ylempien tasojen stabiloimiseksi rajoituslaitteen lähelle asennetaan tasauskondensaatioastiat. Tasoitusastioiden tarkoitus voidaan selittää kuvan 1 avulla. 12.7. Oletetaan, että tasausastioiden ja tietyn höyryvirran puuttuessa molemmissa impulssiputkessa kondenssiveden määrä on sama. Kun rajoituslaitteen virtausnopeus kasvaa, painehäviö kasvaa, jolloin alempi kalvolaatikko puristuu ja ylempi venyy (kuva 12.7, b). Laatioiden tilavuusmuutosten vuoksi kondensaatti "positiivisesta" impulssiputkesta virtaa paine-eron alempaan, "plus"-kammioon, mikä johtaa tason laskuun siinä määrällä h. Paine-eron ylemmästä miinuskammiosta kondensaatti työnnetään impulssiputkeen ja höyrylinjaan, mutta kondenssiveden kolonnin korkeus pysyy ennallaan. Tuloksena oleva ero lauhteen tasoissa aiheuttaa painehäviön hρg, mikä pienentää painehäviötä kuristuslaitteessa. Siten ero vaikuttaa paine-eroon, ts. Virtausmittarin lukemat tullaan aliarvioimaan. On helppo nähdä, että absoluuttinen mittausvirhe kasvaa virtausnopeuden kasvaessa.

Ilmeisesti virhettä voidaan vähentää vähentämällä h. Tätä varten impulssiputkien päihin asennetaan tasauskondensaatioastiat (kuva 12.8) - vaakasuoraan sijoitetut suuren poikkileikkauksen omaavat sylinterit. Koska näiden astioiden poikkileikkaus on suuri, niistä tuleva lauhteen virtaus muuttaa tasoaan vähän, joten paine-eromittarilla mitattu ero Δpd voidaan katsoa eron suuruiseksi. kuristuslaitteessa.

Riisi. 12.8. Kaavio liitäntälinjoista, kun mitataan höyryvirtausta, kun paine-eromittari on asennettu rajoituslaitteen alapuolelle (a) ja yläpuolelle (b):

1 - kuristuslaite; 2 - tasausastiat; 3, 4 - sulku- ja tyhjennysventtiilit;

Muuttuva erovirtausmittari koostuvat laitteista, jotka muodostavat paikallisen kaventumisen putkilinjaan (rajoituslaitteet) ja paine-eron paine-eron mittareista.

Kapenevien laitteiden toimintaperiaate on seuraava: kun nesteen, kaasun tai höyryn virtaus virtaa putkilinjan kavennetussa osassa, osa paineen potentiaalienergiasta muuttuu kineettiseksi energiaksi. Keskimääräinen virtausnopeus kasvaa, minkä seurauksena kuristuslaitteessa syntyy painehäviö, jonka suuruus riippuu aineen virtausnopeudesta.

Kuristuslaitteet jaetaan kahteen ryhmään: normalisoituihin ja ei-normalisoituihin. Ensimmäiseen ryhmään kuuluvat kalvot, suuttimet ja Venturi-putket. Kalvot ja suuttimet asennetaan pyöreisiin putkiin, joiden halkaisija on vähintään 50 mm, ja Venturi-putki - putkiin, joiden halkaisija on vähintään 100 mm.

Toiseen rajoituslaitteiden ryhmään kuuluvat kaksoiskalvot, suuttimet, joissa on 1/4 ympyräprofiili ja muut laitteet, joita käytetään viskoosien nesteiden virtauksen mittaamiseen, kun putkilinjan halkaisija on pieni.

Kalvot(Kuva 31) on kammio A - painepulssien valinta rengasmaisten kammioiden avulla ja putketon B - painepulssien valinta reikien avulla (taulukko 13). Kalvolevyn paksuuden on oltava alle 0,1 D (D on putkilinjan nimellishalkaisija).

Kammion kalvot koostuu levystä, tiivisteestä ja kahdesta rengasmaisesta kammiosta. Rengasmaiset kammiot mittaavat painetta ennen ja jälkeen kalvon. Kiekon paksuus on 3 mm halkaisijaltaan D putkissa< 150 мм и 6 мм для трубопроводов диаметром 150 < D < 400 мм.

Suuttimia voidaan käyttää putkille, joiden halkaisija on vähintään 50 mm. Suutinkaavio on esitetty kuvassa. 32. Yläosa vastaa painepulssien valintaa rengasmaisella kammiolla, alaosa vastaa valintaa reikien avulla. Niitä valmistetaan pieninä sarjoina.

Venturi-putken poikkileikkaus on asteittain kapeneva, joka laajenee sitten alkuperäiseen kokoonsa. Tästä muodosta johtuen painehäviö siinä on pienempi kuin kalvoissa ja suuttimissa. Venturi-putki koostuu tulo- ja poistokartioista sekä lieriömäisestä keskiosasta (kuva 33).

Venturi-putkea kutsutaan pitkäksi, jos poistokartion halkaisija on yhtä suuri kuin putkilinjan halkaisija, ja lyhyeksi, jos se on pienempi kuin putkilinjan halkaisija.

Suutinlaitteet ovat yksinkertaisia, halpoja ja luotettavia virtausmittausvälineitä. Vakiorajoituslaitteiden kalibrointiominaisuudet voidaan määrittää laskennallisesti, joten vakiovirtausmittareita ei tarvita. Rajoituslaite on jokaiselle virtausmittarille yksilöllinen.

Listatuista rajoituslaitteista kalvot ovat löytäneet eniten käyttöä, joten annamme esimerkkejä kalvon laskemisesta veden ja kostean ilman (kaasun) virtauksen mittaamiseen.

Rajoituslaitteen laskenta koostuu sen kulkuaukon mittojen määrittämisestä.

1. Laske virtauskertoimen a tulo ja kalvojen virtauspinta-alan suhde putkilinjan pinta-alaan a:

2. Laskemme Reynoldsin kriteerit, jotka vastaavat arvioituja ja vähimmäiskustannuksia:

3. Käyttämällä sadan tuloa kuvaajalla (kuva 34) määritämme a:n ja a:n arvon:

4. Laske painehäviö kalvon asentamisesta

Todellinen painehäviö kalvon asennuksesta on pienempi kuin sallittu arvo.

1. Määritämme kalvokanavan halkaisijan käyttölämpötilassa:

6. Selvitä kanavan halkaisija 20 °C:n lämpötilassa:

7. Tarkistamme laskennan kaavalla:

1. Määritä kostean ilman tiheys:

2. Laske sadan tulon likimääräinen arvo, kun laajenemiskerroin e = 1:

1. Laskemme Reynoldsin kriteerin suunnittelulle ja vähimmäisilmavirtauksille:
2. Kuvaajan (katso kuva 34) avulla määritetään a:n ja a:n likimääräiset arvot. Ne ovat 0,445 ja 0,673, vastaavasti.
3. Laajenemiskertoimen e arvo saadaan kaaviosta (kuva 36) - e = 0,975.
4. Selvitetään tuotteen arvo a a 8 = 0,292. 0,975 = 0,287.

1. Jalostetun tuotteen a a 8 avulla määritämme a ja a (katso kuva 34):

Tuloksena oleva arvo on pienempi kuin hyväksyttävä.

1. Laskemme painehäviön rajoituslaitteesta (katso kuva 35): AP d = 55 %;

10. Tarkista laskelma kaavan avulla

Sama tyyppi laitteittain paine-eromittarit ja toissijaisia ​​instrumentteja voidaan käyttää erilaisiin mittausolosuhteisiin.

Virtausmittareita rajoituslaitteet ovat yleismaailmallisia; niitä käytetään mittaamaan lähes minkä tahansa yksivaiheisen (joskus kaksivaiheisen) väliaineen virtausta useilla eri paineilla, lämpötiloilla ja putkistojen halkaisijalla.

Johdanto

Teknologisten prosessien automatisointi on yksi ratkaisevista tekijöistä tuottavuuden lisäämisessä ja työolojen parantamisessa. Kaikki olemassa olevat ja rakenteilla olevat teollisuustilat on varustettu tavalla tai toisella automaatiolaitteilla.

Monimutkaisimpien teollisuudenalojen, erityisesti rautametallin, öljynjalostuksen, kemian ja petrokemian, mineraalilannoitteiden tuotantolaitosten, energia- ja muiden teollisuudenalojen projektit mahdollistavat useiden teknisten prosessien kattavan automatisoinnin.

Automaatiotyökaluja käytetään myös asuntorakentamisessa ja sosiaalitiloissa ilmastointi-, savunpoisto- ja sähkönsyöttöjärjestelmissä.

Myös puuntyöstön teknologisen prosessin automatisointi on lupaavaa. Esimerkiksi kuivauskammion automatisointi, jossa tuotteen laatu riippuu pääparametrien tarkasta ja oikea-aikaisesta säätelystä.

Kurssin suunnittelutehtävä

Dana erän kuivauskammio, täynnä materiaalia, jota siirretään trukilla. Kuivausprosessi siinä tapahtuu ajoittain.

ATS:n laskemiseksi säädettävä parametri on kuivausaineen lämpötila ja höyryn paine.

Automaatioobjektin staattiset ja dynaamiset ominaisuudet

Tiettyä kohdetta varten tarvitset:

Laadi toiminnallinen automaatiokaavio, valitse instrumentit ja automaatiolaitteet, laadi instrumenttien ja automaatiolaitteiden spesifikaatiot.

Suorita automaattisen ohjausjärjestelmän tekninen laskelma tietylle parametrille.

Kehitä kaavio automaattisesta ohjauksesta tietylle parametrille

Kehitä yleiskuva suojasta

Laadi virtalähteen kytkentäkaavio ohjaus- ja suojalaitteiden laskenta ja valinta.

Automaation toimintakaavio

Suunniteltaessa automaatiojärjestelmiä metsä- ja puuteollisuuden teknologisiin prosesseihin, kaikki koneiden, yksiköiden tai teknologisen prosessin yksittäisten osien automatisoinnin tekniset ratkaisut esitetään automaatiokaavioissa.

Automaatiokaaviot ovat tärkein tekninen dokumentti, joka määrittelee teknologisen prosessin, instrumenttien, valvonta- ja ohjauslaitteiden rakenteen ja toiminnalliset yhteydet ja heijastaa teknisten prosessien automatisoinnin luonnetta.

Prosessiautomaatiojärjestelmiä kehitettäessä on tarpeen ratkaista seuraavat päätehtävät:

tietojen keruu ja ensikäsittely;

tietojen esittäminen lähettäjälle;

teknisten parametrien poikkeamien hallinta;

automaattinen ja kauko-ohjain;

Rajoituslaitteen laskenta.

Tiedot rajoituslaitteen laskemista varten.

Putkilinjan sisähalkaisija D 20, mm
Absoluuttinen paine p, MPa
Massa maksimi höyryvirtaus, Q m max, kg/h
Kalvon materiaali
Saatavilla kalvoon asti	Sekoittamalla. purot
Putken materiaali
Höyryn lämpötila t, °C
Keskimääräinen höyrynkulutus Q avg (0,5¸0,7)Q m. max = 0,68Q m. max , kg/h
Minimivirtaus Q min =(0,25¸0,33)Q m = 0,31 Q m kg/h
Sallittu painehäviö р` p.d.. = (0,05¸0,1)р = 0,085 р, kPa

2. Höyryn dynaaminen viskositeetti:

Metallin laajenemisen korjauskerroin K t:

Putkilinjan sisähalkaisija: D = D 20 K t = 150 1,0029 = 150,435 mm

Riippuen suurimmasta ohjatusta höyryvirtauksesta Q m max, lähin suurempi luku valitaan Q pr -sarjan luvuista:

Q m max = 7000 Þ Q pr = 8000 kg/h

Valittu numero on paine-eromittarin-virtausmittarin tai mittalaitteen mittausasteikko yläraja:

Määritämme lasketun sallitun painehäviön:

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

Määritellään apusuure:

Käyttämällä C:n laskettua arvoa ja annettua p p.d:n arvoa, löydämme nomogrammin avulla halutun arvon Dp n ja likimääräisen arvon m:

Dр n = 100 kPa

Re gr -suutin = 10,5 10 4

Määritetään korjauskerroin e höyrylaajennukselle ohjekirjassa esitetyn nomogrammin avulla:

;

10. Laske apusuure ma:

11. Määritä moduuli m ja virtauskerroin a arvosta ma:

12. Määritä painehäviö kalvon yli kaavalla:

Löydetyn arvon m avulla määritetään rajoituslaitteen suuttimen arvioitu halkaisija käyttöolosuhteissa:

Löydetyn koon d perusteella ottaen huomioon kalvomateriaalin lineaarilaajenemiskerroin Kt:

Laskelma tarkistetaan:

Määritämme laskentavirheen:

Laskelmaan on tehtävä korjauksia, koska δ > 0,2 %. Otamme putkilinjan sisähalkaisijan d = 73 mm ja toistamme laskelman:

Sääntelyelimen laskenta ja valinta.

Sääntelyelimet ovat pääosa sääntelyviranomaisista. Ne on suunniteltu muuttamaan säänneltyyn kohteeseen vedetyn tai toimitetun aineen virtausnopeutta. RO ovat muuttuvia hydraulivastuksia, jotka on asennettu putkilinjaan. Virtaavan virtauksen kuristus suoritetaan muuttamalla kaasuläpän rungon virtausaluetta venttiilin avulla. Säätöventtiilit toimivat normaalisti, jos säätörajat ovat 10-90 % venttiilin tehokertoimesta. Mitä pidempi suljinisku, sitä tasaisempi säätö.

Alkutiedot laskentaa varten

Höyrylinjan D sisähalkaisija, mm
Absoluuttinen höyrynpaine tuloaukossa p 0, kPa
Maksimi höyryvirtaus G max. , kg/h
Putkilinjan pituus RO, L1, m
Paikalliset vastukset RO:lle: Terävät käännökset (n1 kierrosta kulmassa a)
Kulmikas hämmentäjä
Höyryn minimikulutus G min, kg/h
Höyryputken pituus RO:n jälkeen, L2, m
Absoluuttinen ulostulopaine p k, kPa
Höyryputket – Korroosiolla hitsatut
Paine p 2 RO:n jälkeen: p 2 = p 1-(0,3¸0,4) (p 0 -p) = p 1 - 0,32 (p 0 -p);

Tulistetun höyryn tiheyden laskeminen käsikirjassa esitetyn taulukon mukaan:

ρ = 3,756 kg/m 3

Dynaaminen höyryn viskositeetti:

Määritetään Reynoldsin luku suhteessa putkilinjan halkaisijaan G min. Laskua voidaan jatkaa ehdolla Re ³ 2000.

Määritetään kitkakerroin l tietylle R e:lle:

Määritetään putkilinjan kokonaispituus:

Määritetään höyryputken keskinopeus G max:ssa:

Määritetään kitkasta johtuva painehäviö kPa:na höyryputken suorissa osissa G max:ssa:

Määritämme painehäviön paikallisissa vastuksissa G max.

6.1. Harjoittele
alan kurssityöhön
"Johto, sertifiointi ja innovaatio"
aiheesta: "Keskivirtauksen mittauslaitteen laskenta"

1) Laske teräslaadusta 1Х18Н9Т valmistetun normaalin kalvon halkaisija väliaineen massavirran mittaamiseksi muuttuvan painehäviön menetelmällä taulukon lähtötietojen mukaisesti. 1. Vaihtoehtonumero valitaan opiskelijakoodin viimeisen numeron perusteella.

2) Piirrä A2-kokoiselle arkille piirustus kalvon kokoonpanosta mittausputkistossa ja kaavio paine-eron mittauslaitteen sijoittelusta.

Taulukko 6.1

Alkutiedot laskentaa varten

	Putken halkaisija lämpötilassa 20 °C, D 20, mm	Absoluuttinen keskipaine, p, MPa	Mitatun väliaineen lämpötila, t, °C	Väliaineen suurin virtausnopeus, Q max, kg/h	Keskimääräinen keskikulutus, Q avg, kg/h	Sallittu painehäviö, mm vettä. Taide.	Keskimääräinen mitattava	Putken materiaali

6.2. Rajoituslaitteen laskentamenettely

Tietyn vaihtoehdon alkutiedot esitetään:

a) mitattu väliaine – ...;

b) suurin mitattu massavirtaus, kg/h;

c) keskimääräinen mitattu massavirta, kg/h;

d) väliaineen absoluuttinen paine rajoituslaitteen edessä, kgf/cm2 (ota 1 kgf/cm2 = 0,1 MPa);

e) rajoituslaitteen edessä olevan väliaineen lämpötila, °C;

e) rajoituslaitteen edessä olevan mittausputken sisähalkaisija 20 °C:n lämpötilassa: D 20 = ... mm;

g) sallittu painehäviö virtausnopeudella Q max = ... mm vettä. Taide.;

h) putkiston materiaali – teräslaatu...

6.2.1. Puuttuvien tietojen määrittäminen laskelmia varten

1. Väliaineen tiheys käyttöolosuhteissa (määritetty taulukon A.1 tai A.2 mukaisesti):

r = ... kg/m 3.

2. Väliaineen dynaaminen viskositeetti (vedelle - taulukko A.3, höyrylle - kuva A.1):

m = … kgf × s/m 2.

3. Putkilinjamateriaalin lämpölaajenemisen korjauskerroin (kuva A.2):

4. Putkilinjan sisähalkaisija käyttöolosuhteissa:

, mm.

5. Adiabaattinen indeksi (määritetty vesihöyrylle kaavion mukaan - kuva A.3):

6.2.2. Rajoituslaitteen ja paine-eromittarin valinta

6. Kavennuslaitteeksi valitsemme normaalikammiokalvon, joka on valmistettu 1Х18Н9Т teräksestä.

7. Paine-eron mittaamiseen käytämme paine-eromittaria tai paine-eroanturia (ilmoita paine-eromittarin tai paine-eroanturin tyyppi ja malli - katso taulukko P.4 tai P.5 tai P.6 - valinnainen ).

8. Paine-eron mittarin mittauksen yläraja (valittu standardisarjan mukaan, katso suositukset liitteessä):

Q p = …, kg/h.

6.2.3. Laskeminen

9. Rajoita paine-eromittarin nimellispaine-ero (valittu vakiosarjan mukaan, katso suositukset liitteessä):

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

10. Apumäärä ma:

,