Na získanie porovnateľných výsledkov merania sa objemový prietok plynu alebo pary upraví na štandardné podmienky.

Zariadenia na meranie prietoku látky sa nazývajú prietokomery. Nazývajú sa prístroje, ktoré merajú množstvo látky pretekajúcej daným úsekom potrubia za určité časové obdobie počítadlá množstva. V tomto prípade sa množstvo látky určí ako rozdiel medzi dvoma po sebe nasledujúcimi odčítaniami počítadla na začiatku a na konci tohto časového obdobia. Stavy meračov sú vyjadrené v jednotkách objemu, menej často v jednotkách hmotnosti. Zariadenie, ktoré súčasne meria prietok a množstvo látky, sa nazýva prietokomer s počítadlom. Prietokomer meria aktuálny prietok a počítadlo integruje aktuálne prietoky.

V poslednej dobe prakticky zmizla hranica medzi meračmi a prietokomermi. Prietokomery sú vybavené prostriedkami na zisťovanie množstva kvapaliny alebo plynu a meradlá prostriedkami na určovanie prietoku, čo umožňuje spojiť merače a prietokomery do jednej skupiny prístrojov - prietokomerov.

Zariadenie (membrána, dýza, tlaková trubica), ktoré priamo vníma nameraný prietok a prevádza ho na inú veličinu vhodnú na meranie (napríklad na tlakový rozdiel), je tzv. prietokový menič.

Princíp činnosti prietokomerov tejto skupiny je založený na závislosti poklesu tlaku vytvoreného stacionárnym zariadením inštalovaným v potrubí od prietoku látky.

Pri meraní prietoku metódou variabilného poklesu tlaku v potrubí, ktorým preteká médium, nastavte zužovacie zariadenie(SU), čím vzniká lokálne zúženie toku. V dôsledku prechodu časti potenciálnej energie prúdenia na kinetickú sa zvyšuje priemerná rýchlosť prúdenia v zúženom úseku. V dôsledku toho sa statický tlak v tejto sekcii zníži ako statický tlak pred riadiacou jednotkou. Čím väčší je prietok prúdiaceho média, tým väčší je rozdiel týchto tlakov, a preto môže slúžiť miera spotreby. Pokles tlaku na riadiacej jednotke (obr. 78, A) rovná sa

kde je tlak na vstupe do obmedzovacieho zariadenia; - tlak na výstupe.

Meranie prietoku látky metódou variabilného tlakového rozdielu je možné za nasledujúcich podmienok:

1) tok látky vypĺňa celý prierez potrubia;

2) tok látky v potrubí je prakticky stabilný;

3) fázový stav látky prúdiacej cez GC sa nemení (kvapalina sa nevyparuje; plyny rozpustené v kvapaline sa nedesorbujú; para nekondenzuje).

Ryža. 5.78. Prietokomery s premenlivým rozdielom tlaku:

A— štruktúra prúdu prechádzajúceho cez membránu; b — rozloženie statického tlaku R v blízkosti membrány pozdĺž dĺžky potrubia; / - zužovacie zariadenie (bránica); 2 - impulzné trubice; 3 — -tvarovaný diferenčný tlakomer; - prierez toku hmoty, na ktorý nepôsobí rušivý vplyv bránice; — prierez toku hmoty v mieste jej najväčšieho stlačenia; c - tryska; G - Venturiho tryska

Štandardné clonové zariadenia sú široko používané ako clonové zariadenia na meranie prietoku kvapalín, plynov a pary. Patria sem štandardná membrána, tryska ISA 1932, Venturiho trubica a Venturiho tryska.

Tryska ISA 1932 (ďalej len dýza) je riadiaca jednotka s okrúhlym otvorom, ktorá má na vstupe plynule sa zužujúcu časť s profilom tvoreným dvoma do seba zapadajúcimi oblúkmi, ktorý na výstupe prechádza do valcovej časti, nazývanej hrdlo ( 78, Obr. V).

Venturiho prietoková trubica(ďalej len Venturiho trubica) je riadiaca jednotka s okrúhlym otvorom, ktorá má na vstupe kužeľovú zužujúcu sa časť prechádzajúcu do valcovej časti, spojenú na výstupe s rozširujúcou sa kužeľovou časťou, nazývanou difúzor.

Venturiho- Venturiho trubica so zužujúcou sa vstupnou časťou vo forme trysky ISA 1932 (obr. 78, G).

Tieto najviac študované prostriedky na meranie prietoku a množstva kvapalín, plynov a pary je možné použiť pri akomkoľvek tlaku a teplote meraného média.

Membránu inštalujeme do potrubia tak, aby stred jej otvoru bol na osi potrubia (obr. 78, A). Zužovanie toku hmoty začína pred bránicou v určitej vzdialenosti za bránicou, tok dosahuje svoj minimálny prierez. Tok sa potom postupne rozšíri do svojho plného prierezu. Na obr. 78, b znázorňuje rozloženie tlaku pozdĺž steny potrubia (plná čiara), ako aj rozloženie tlaku pozdĺž osi potrubia (prerušovaná čiara). Prietokový tlak pri stenách potrubia za SS nedosahuje svoju predchádzajúcu hodnotu veľkosťou nenávratnej straty spôsobenej turbulenciou, nárazom a trením (spotrebuje sa značná časť energie).

Odber statických tlakov je možný pomocou spojovacích impulzných trubíc 2, vložené do otvorov umiestnených pred a za membránou / (obr. 78, A), a meranie tlakového rozdielu je možné pomocou nejakého diferenčného tlakomeru (v tomto prípade diferenčného manometra v tvare 3).

Dýza (obr. 78, V) Konštrukčne je vyrobený vo forme dýzy s okrúhlym koncentrickým otvorom, ktorý má na vstupe hladko sa zužujúcu časť a na výstupe rozvinutú časť. Profil dýzy zaisťuje takmer úplné stlačenie toku hmoty a preto môže byť plocha valcového otvoru dýzy rovná minimálnemu prierezu toku, t.j. Charakter rozloženia statického tlaku v dýze pozdĺž dĺžky potrubia je rovnaký ako v prípade membrány. Voľba tlaku je rovnaká pred aj za dýzou, ako pri membráne.

Venturiho dýza (obr. 78, G) konštrukčne pozostáva z valcovej vstupnej časti; hladko sa zužujúca časť, ktorá sa mení na krátku valcovú časť; z rozširujúcej sa kužeľovej časti - difúzora. Venturiho dýza má vďaka difúzoru menšiu tlakovú stratu ako membrána a dýza. Charakter rozloženia statického tlaku vo Venturiho dýze pozdĺž dĺžky potrubia je rovnaký ako v prípade membrány a dýzy. Tlak sa odoberá pomocou dvoch prstencových komôr, z ktorých každá je spojená s vnútornou dutinou Venturiho dýzy skupinou otvorov rovnomerne rozmiestnených po obvode.

Teraz má rovnica objemového prietoku pre nestlačiteľnú tekutinu tvar:

Berúc do úvahy zavedenie korekčného faktora e, ktorý zohľadňuje expanziu meraného média, nakoniec prepíšeme rovnicu:

Pre nestlačiteľnú kvapalinu sa korekčný faktor e rovná jednotke pri meraní prietoku stlačiteľných médií (plyn, para), korekčný faktor sa určuje pomocou špeciálnych nomogramov.

Štandardné obmedzovacie zariadenia možno použiť v spojení s diferenčnými tlakomermi na meranie prietoku a množstva kvapalín, plynov a pary v kruhových potrubiach (na akomkoľvek mieste).

Ak je potrebné použiť obmedzovacie zariadenia na potrubiach s malým priemerom, musia byť individuálne kalibrované, t.j.

Experimentálne stanovenie závislosti

Najbežnejších je osem variantov typov riadiacich systémov: membrány s uhlovým, prírubovým a trojpolomerovým spôsobom voľby tlaku, dýzy ISA 1932, Venturiho rúrky s opracovanou a neopracovanou kužeľovou časťou, krátke a dlhé, Venturiho dýzy krátke a dlhé. Štandardné membrány sa používajú za podmienky 0,2 a Ven-

turi - at. Konkrétny typ obmedzovacieho zariadenia sa volí pri výpočte v závislosti od podmienok použitia, požadovanej presnosti a prípustnej tlakovej straty.

Aby sa zachovala geometrická podobnosť, riadiace systémy musia byť vyrobené v súlade s požiadavkami na najbežnejšie zužovacie zariadenia - membrány znázornené na obr. 12.4. Konce membrány musia byť ploché a navzájom rovnobežné. Drsnosť konca musí byť v rozmedzí D, výstupný koniec musí mať drsnosť v rozmedzí 0,01 mm. Ak sa membrána používa na meranie prietoku v oboch smeroch, potom by mali byť oba konce opracované s drsnosťou nie väčšou ako, v tomto prípade nedochádza ku kužeľovej expanzii a hrany na oboch stranách by mali byť ostré s polomerom zakrivenia nie viac ako 0,05 mm. Ak polomer zakrivenia nepresiahne 0,0004d, potom sa korekčný faktor pre neostrosť prednej hrany berie rovný jednej. Primm je táto podmienka splnená. Drsnosť povrchu otvoru by nemala presiahnuť

Ryža. 12.4. Spôsoby výberu tlaku:

a - cez samostatné otvory; b - z prstencových komôr (uhlové metódy); c - priechodné otvory v prírubách (prírubová metóda s l1 = l2 = 25,4 mm, tri polomery - s l1 = D a l2 = 0,5D)

Hrúbka diafragmy E musí byť v rozmedzí do 0,05D, hrúbka sa určí z podmienky neprítomnosti deformácie vplyvom Δpv pri známej medze klzu materiálu. Ak je skutočná hrúbka membrány menšia ako vypočítaná, potom sa chyba δE pripočíta k chybe stanovenia koeficientu odtoku (12.18).

Dĺžka valcovej časti otvoru membrány by mala byť v rozsahu od 0,005D do 0,02D, ak hrúbka presahuje posledné číslo, potom sa z výstupného konca vytvorí kužeľová plocha s uhlom skosenia 45 ± 15°.

Tlak p1 a p2 sa odoberá pomocou uhlovej metódy buď cez samostatné valcové otvory (obr. 12.4, a) alebo z dvoch prstencových komôr, z ktorých každá je spojená s vnútornou dutinou potrubia prstencovou štrbinou alebo skupinou otvorov rovnomerne rozložené po obvode (obr. 12.4, b). Konštrukcia výberových zariadení pre membrány a dýzy je rovnaká. Clonové zariadenia s prstencovými komorami sú vhodnejšie na použitie, najmä pri výskyte lokálnych porúch prúdenia, keďže prstencové komory zabezpečujú vyrovnávanie tlaku po obvode potrubia, čo umožňuje presnejšie meranie poklesu tlaku so skrátenými rovnými úsekmi potrubia. potrubia

Pri prírubových a troch polomerových metódach výberu tlaku sa rozdiel meria cez samostatné valcové otvory umiestnené vo vzdialenosti v prvom prípade
mm, a v druhej z rovín membrány (obr. 12.4, c). Odtokový koeficient C závisí od spôsobu výberu tlaku.

Pri inštalácii obmedzovacích zariadení je potrebné dodržať množstvo podmienok, ktoré ovplyvňujú chybu merania.

Obmedzovacie zariadenie v potrubí musí byť umiestnené kolmo na os potrubia. V prípade membrán by nekolmosť nemala presiahnuť 1°. Os obmedzovacieho zariadenia sa musí zhodovať s osou potrubia. Posun osi otvoru obmedzovacieho zariadenia vzhľadom na os potrubia by nemal presiahnuť Ak posun osi prekročí špecifikovanú hodnotu, ale je menší, potom sa k chybe koeficientu výfukových plynov v (12.18) pripočíta δex ​​= 0,3 %. Ak posun osi prekročí špecifikovanú hraničnú hodnotu, inštalácia riadiaceho systému nie je povolená.

2D úsek potrubia pred a za obmedzovacím zariadením musí byť valcový, hladký, nemali by na ňom byť žiadne rímsy, ako aj viditeľné výrastky a nepravidelnosti od nitov, zvarov atď. Potrubie sa považuje za valcové, ak odchýlka priemeru nepresiahne jeho priemernú hodnotu. V opačnom prípade, ak vo vzdialenosti lh od riadiaceho systému, výška rímsy h spĺňa dve podmienky

potom sa k chybe odtokového koeficientu pripočíta δh = 0,2 %.

Dôležitou podmienkou je potreba zabezpečiť rovnomerný prietok pred vstupom do otvoru a za ním. Tento tok je zabezpečený prítomnosťou priamych úsekov potrubia určitej dĺžky pred a za obmedzovacím zariadením. V týchto priestoroch by nemali byť inštalované žiadne zariadenia, ktoré by mohli skresliť hydrodynamiku prúdenia na vstupe alebo výstupe obmedzovacieho zariadenia. Dĺžka týchto sekcií musí byť taká, aby sa deformácie toku spôsobené kolenami, ventilmi a T-kusmi mohli vyrovnať skôr, ako sa tok priblíži k obmedzovaciemu zariadeniu. Treba mať na pamäti, že deformácie prietoku pred obmedzovacím zariadením sú výraznejšie a oveľa menej dôležité za ním, preto ventily

Tabuľka 12.2

Minimálne relatívne dĺžky lineárneho úseku k membráne

№	Názov miestneho odporu	Odds			R
		ak	TO	sk	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,75	0,8
1	Uzatvárací ventil, guľový ventil s rovnakým priemerom	11,5	82	6,7	12	12	12	13	15	19	24	30
2	Zástrčka kohútika	14,5	30,5	2,0	16	18	20	23	26	30	A	34
3	Uzatvárací kohút, ventil	17,5	64,5	4,1	18	18	19	22	26	A	38	44
4	Tlmič	21,0	38,5	1,4	25	29	32	36	40	45	4/	50
5	Zmätený	5,0	114	6,8	5	5	6	6	U	16	11	zi
6	Symetrické ostré zúženie	30,0	0,0	0,0	30	30	30	30	30	30	30	30
7	Difúzor	16,0	185	7,2	16	16	17	18	21	31	40	E4
8	Symetrické ostré rozšírenie	47,5	54,5	1,8	51	54	58	64	70	77	80	84
9	Jediný lakeť	10,0	113	5,2	10	11	11	14	18	28	36	46

a ventily, najmä regulačné ventily, sa odporúča inštalovať za riadiacu jednotku. Dĺžka Lk priameho úseku pred obmedzovacím zariadením závisí od relatívneho priemeru β, priemeru potrubia D a typu lokálneho odporu umiestneného pred priamym úsekom,

Konštantné koeficienty v závislosti od typu lokálneho odporu. Ich veľkosť a najmenšie hodnoty Lк1/D pre deväť typov lokálnych odporov sú uvedené v tabuľke. 12.2.

Takže pre typ lokálneho odporu „Ventil, guľový ventil s plným otvorom“ pri, at Dĺžka priameho úseku L2 po obmedzovacom zariadení závisí len od čísla For a pri = 0,8 je dovolené zmenšiť dĺžku priamych úsekov pred riadiacim systémom na hodnotu, ktorá spôsobí dodatočnú chybu δL, ktorá nepresiahne ±1 %. Chyba sa sčíta s hodnotou δс0 a vypočíta sa pomocou vzorca

kde je pomer skutočnej dĺžky priameho úseku k vypočítanej. Presnosť zodpovedá

Je povolené skrátiť dĺžku lineárneho úseku za riadiacim systémom na polovicu, ale v tomto prípade bude dodatočná chyba koeficientu výfukových plynov

Je potrebné, aby riadené médium vyplnilo celý prierez potrubia a fázový stav látky by sa pri prechode cez obmedzovacie zariadenie nemal meniť. V blízkosti obmedzovacieho zariadenia sa nesmie hromadiť kondenzát, prach, plyny alebo usadeniny uvoľnené z kontrolovaného prostredia.

Diferenčný tlakomer je pripojený k škrtiacemu zariadeniu dvoma spojovacími vedeniami (impulznými rúrkami) s vnútorným priemerom minimálne 8 mm. Dĺžka spojovacích vedení do 50 m je povolená, avšak vzhľadom na možnosť veľkých dynamických chýb sa neodporúča používať vedenia dlhšie ako 15 m.

Pre správne meranie prietoku sa musí pokles tlaku na vstupe diferenčného tlakomera rovnať tlakovému rozdielu vyvinutému obmedzovacím zariadením, t.j. rozdiel medzi obmedzovacím zariadením a diferenčným tlakomerom sa musí prenášať bez skreslenia.

To je možné, ak je tlak vytvorený stĺpcom média v oboch spojovacích rúrach rovnaký. V reálnych podmienkach môže byť táto rovnosť narušená. Napríklad pri meraní prietoku plynu môže byť dôvodom nerovnomerné hromadenie kondenzátu v pripojovacích potrubiach a pri meraní prietoku kvapaliny naopak hromadenie uvoľnených bublín plynu. Aby sa tomu zabránilo, spojovacie vedenia musia byť buď zvislé alebo šikmé so sklonom najmenej 1:10 a na koncoch šikmých častí musia byť zberače kondenzátu alebo plynu. Okrem toho by mali byť obe impulzné trubice umiestnené vedľa seba, aby sa zabránilo ich nerovnomernému zahrievaniu alebo ochladzovaniu, čo môže viesť k nerovnakej hustote kvapaliny, ktorá ich napĺňa, a tým k dodatočnej chybe. Pri meraní prietoku pary je dôležité zabezpečiť rovnakú a konštantnú hladinu kondenzátu v oboch impulzných trubiciach, čo sa dosiahne použitím vyrovnávacích nádob.

K jednému škrtiacemu zariadeniu je možné pripojiť niekoľko diferenčných tlakomerov. V tomto prípade je dovolené pripojiť spojovacie vedenia jedného diferenčného tlakomera k spojovacím vedeniam iného.

Pri meraní prietoku kvapaliny sa odporúča inštalovať diferenčný tlakomer pod obmedzovačom zariadení 1, ktorý zabraňuje vniknutiu plynu, ktorý sa môže uvoľniť z pretekajúcej kvapaliny, do spojovacích potrubí a diferenčného tlakomera (obr. 12.5, a).

Ryža. 12.5. Schéma spojovacích vedení pri meraní prietoku kvapaliny difmatometrom inštalovaným pod (i) a nad (b) obmedzovacím zariadením:

1 - zužovacie zariadenie; 2 - uzatváracie ventily; 3 - preplachovací ventil; 4 - zberače plynu;

5 - separačné nádoby

Pre vodorovné a šikmé potrubia by mali byť spojovacie potrubia pripojené cez uzatváracie ventily 2 k spodnej polovici potrubia (ale nie úplne dole), aby sa zabránilo vniknutiu plynu alebo sedimentu do potrubia z potrubia. Ak je diferenčný tlakomer stále inštalovaný nad obmedzovacím zariadením (obr. 12.5, b), potom v najvyšších bodoch spojovacích potrubí je potrebné nainštalovať zberače plynu 4 s preplachovacími ventilmi. Ak sa spojovacie vedenie skladá z oddelených úsekov (napríklad pri obchádzaní prekážky), potom sa v najvyššom bode každého úseku inštalujú zberače plynu. Pri inštalácii diferenčného tlakomera nad obmedzovacím zariadením sú rúrky v jeho blízkosti položené s ohybom v tvare U, ktorý klesá pod potrubie najmenej o 0,7 m, aby sa znížila možnosť vstupu plynu do spojovacích potrubí z potrubia. Spojovacie vedenia sa preplachujú cez ventily 3.

Pri meraní prietoku agresívnych médií v spojovacích potrubiach sa separačné nádoby 5 inštalujú čo najbližšie k obmedzovaciemu zariadeniu spojovacie potrubia medzi separačnou nádobou a diferenčným tlakomerom a samotná nádoba je čiastočne naplnená neutrálnou kvapalinou , ktorého hustota je väčšia ako hustota meraného agresívneho média. Zvyšok nádoby a potrubia až po ústie sú naplnené kontrolovaným médiom. V dôsledku toho je rozhranie medzi kontrolovaným médiom a separačnou kvapalinou vo vnútri nádoby a úrovne rozhrania v oboch nádobách musia byť rovnaké.

Separačná kvapalina je volená tak, aby chemicky neinteragovala s kontrolovaným médiom, nemiešala sa s ním, netvorila usadeniny a nebola agresívna voči materiálu nádob, spojovacích potrubí a diferenčného tlakomera. Najbežnejšie používané separačné kvapaliny sú voda, minerálne oleje, glycerín a zmesi voda-glycerín.

Pri meraní prietoku plynu sa odporúča inštalovať diferenčný tlakový merač nad obmedzovacie zariadenie tak, aby kondenzát vytvorený v pripojovacích potrubiach mohol prúdiť do potrubia (obr. 12.6, a). Spojovacie vedenia musia byť pripojené cez uzatváracie ventily 2 k hornej polovici obmedzovacieho zariadenia, je vhodné ich uložiť vertikálne. Ak nie je možné vertikálne uloženie spojovacích vedení, mali by byť uložené so sklonom k ​​potrubiu alebo zberačom kondenzátu 4. Podobné požiadavky musia byť splnené, keď je diferenčný tlakomer umiestnený pod obmedzovacím zariadením (obr. 12.6, b). Pri meraní prietoku agresívneho plynu musia byť v spojovacích potrubiach zahrnuté separačné nádoby.

Ryža. 12.6. Schéma spojovacích vedení pri meraní prietoku plynu s inštaláciou diferenčného tlakomera nad (i) a pod (b) obmedzovacím zariadením:

1 - zužovacie zariadenie; 2 - uzatváracie ventily; 3 - preplachovací ventil; 4 - zberač kondenzátu

Ryža. 12.7. Diagram vysvetľujúci účel vyrovnávania kondenzačných nádob pri meraní prietoku pary:

a-c - stupne merania tlakového rozdielu

Pri meraní prietoku prehriatej vodnej pary sa neizolované spojovacie vedenia plnia kondenzátom. Hladina kondenzátu a teplota v oboch potrubiach musia byť rovnaké pri akomkoľvek prietoku.

Na stabilizáciu horných hladín kondenzátu sú v oboch spojovacích potrubiach v blízkosti obmedzovacieho zariadenia inštalované vyrovnávacie kondenzačné nádoby. Účel vyrovnávacích nádob možno vysvetliť pomocou obr. 12.7. Predpokladajme, že pri absencii vyrovnávacích nádob a pri určitom prietoku pary je hladina kondenzátu v oboch impulzných trubiciach rovnaká. Keď sa prietok na obmedzovacom zariadení zvyšuje, tlaková strata sa zvyšuje, čo spôsobuje stlačenie spodnej membránovej skrinky a roztiahnutie hornej (obr. 12.7, b). V dôsledku zmien objemov boxov bude kondenzát z „kladnej“ impulznej trubice prúdiť do spodnej „plusovej“ komory diferenčného tlakomera, čo povedie k poklesu hladiny v nej o hodnotu h. Z hornej „mínusovej“ komory diferenčného tlakomera bude kondenzát vytláčaný do impulznej rúrky a do parovodu, ale výška stĺpca kondenzátu zostane nezmenená. Výsledný rozdiel hladín kondenzátu vytvára pokles tlaku hρg, ktorý znižuje pokles tlaku v zužovacom zariadení. Diferenčný tlakomer bude teda ovplyvnený rozdielom, t.j. Údaje z prietokomeru budú podhodnotené. Je ľahké vidieť, že absolútna chyba merania sa bude zvyšovať s rastúcimi zmenami prietoku.

Je zrejmé, že chyba môže byť znížená znížením h. Na tento účel sú na koncoch impulzných rúrok inštalované vyrovnávacie kondenzačné nádoby (obr. 12.8) - vodorovne umiestnené valce veľkého prierezu. Keďže prierez týchto nádob je veľký, prietok kondenzátu z nich zmení svoju hladinu len málo, takže rozdiel Δpd, meraný diferenčným tlakomerom, možno považovať za rovný rozdielu v zužovacom zariadení.

Ryža. 12.8. Schéma spojovacích vedení pri meraní prietoku pary s inštaláciou diferenčného tlakomera pod (a) a nad (b) obmedzovacím zariadením:

1 - zužovacie zariadenie; 2 - vyrovnávacie nádoby; 3, 4 - uzatváracie a preplachovacie ventily;

Variabilné diferenciálne prietokomery pozostávajú zo zariadení, ktoré tvoria lokálne zúženie v potrubí (obmedzujúce zariadenia) a diferenčných tlakových manometrov.

Princíp činnosti zužovacích zariadení je nasledovný: keď v zúženom úseku potrubia prúdi prúd kvapaliny, plynu alebo pary, časť potenciálnej energie tlaku sa mení na kinetickú energiu. Priemerný prietok sa zvyšuje, v dôsledku čoho sa v zúženom zariadení vytvorí pokles tlaku, ktorého veľkosť závisí od prietoku látky.

Konštrikčné zariadenia sú rozdelené do dvoch skupín: normalizované a nenormalizované. Prvá skupina zahŕňa membrány, dýzy a Venturiho trubice. Membrány a dýzy sú inštalované v kruhových potrubiach s priemerom najmenej 50 mm a Venturiho trubica - v potrubí s priemerom najmenej 100 mm.

Do druhej skupiny obmedzovacích zariadení patria duálne membrány, dýzy s 1/4 kruhovým profilom a ďalšie zariadenia, ktoré sa používajú na meranie prietoku viskóznych kvapalín s malými priemermi potrubia.

Bránice(obr. 31) sú komora A - výber tlakových impulzov pomocou prstencových komôr a bezdušové B - výber tlakových impulzov pomocou otvorov (tab. 13). Hrúbka membránového kotúča musí byť menšia ako 0,1 D (D je menovitý priemer potrubia).

Komorové membrány pozostáva z disku, tesnenia a dvoch prstencových komôr. Prstencové komory merajú tlak pred a za membránou. Hrúbka kotúča je 3 mm pre potrubia s priemerom D< 150 мм и 6 мм для трубопроводов диаметром 150 < D < 400 мм.

Trysky je možné použiť pre potrubia s priemerom minimálne 50 mm. Schéma dýzy je znázornená na obr. 32. Horná časť zodpovedá výberu tlakových impulzov pomocou prstencovej komory, spodná časť zodpovedá výberu pomocou otvorov. Vyrábajú sa v malých sériách.

Venturiho trubica má postupne sa zužujúci prierez, ktorý sa následne roztiahne do pôvodnej veľkosti. Vďaka tejto forme je tlaková strata v ňom menšia ako v membránach a dýzach. Venturiho trubica pozostáva zo vstupného a výstupného kužeľa a valcovej strednej časti (obr. 33).

Venturiho trubica sa nazýva dlhá, ak sa priemer výstupného kužeľa rovná priemeru potrubia, a krátka, ak je menší ako priemer potrubia.

Clonové zariadenia sú jednoduché, lacné a spoľahlivé prostriedky na meranie prietoku. Kalibračná charakteristika štandardných obmedzovacích zariadení môže byť určená výpočtom, takže nie sú potrebné štandardné prietokomery. Obmedzovacie zariadenie je individuálne pre každý prietokomer.

Z uvedených reštrikčných zariadení našli najväčšie využitie membrány, preto uvedieme príklady výpočtu membrány na meranie prietoku vody a vlhkého vzduchu (plynu).

Výpočet obmedzovacieho zariadenia pozostáva z určenia rozmerov jeho priechodného otvoru.

1. Nájdite súčin prietokového koeficientu a a pomeru prietokovej plochy membrán k ploche potrubia a:

2. Vypočítame Reynoldsove kritériá zodpovedajúce odhadovaným a minimálnym nákladom:

3. Pomocou súčinu sto pomocou grafu (obr. 34) určíme hodnotu a a a:

4. Vypočítajte tlakovú stratu pri inštalácii membrány

Skutočná tlaková strata pri inštalácii membrány je menšia ako prípustná hodnota.

1. Priemer priechodu membrány určíme pri prevádzkovej teplote:

6. Nájdite priemer priechodu pri teplote 20 °C:

7. Výpočet skontrolujeme pomocou vzorca:

1. Určte hustotu vlhkého vzduchu:

2. Nájdite približnú hodnotu súčinu sto s použitím koeficientu rozťažnosti e = 1:

1. Vypočítame Reynoldsovo kritérium pre návrh a minimálne prietoky vzduchu:
2. Pomocou grafu (pozri obr. 34) určíme približné hodnoty a a a. Sú rovné 0,445 a 0,673.
3. Hodnotu koeficientu rozťažnosti e zistíme z grafu (obr. 36) - e = 0,975.
4. Ujasnime si hodnotu súčinu a a 8 = 0,292. 0,975 = 0,287.

1. Pomocou rafinovaného produktu a a 8 určíme a a a (pozri obr. 34):

Výsledná hodnota je nižšia ako prijateľná.

1. Vypočítame tlakovú stratu z obmedzovacieho zariadenia (pozri obr. 35): AP d = 55 %;

10. Skontrolujte výpočet pomocou vzorca

Rovnaký typ podľa zariadenia diferenčné tlakomery a sekundárne prístroje môžu byť použité pre rôzne podmienky merania.

Prietokomery s obmedzovacími zariadeniami sú univerzálne používajú sa na meranie prietoku takmer všetkých jednofázových (niekedy dvojfázových) médií v širokom rozsahu tlakov, teplôt a priemerov potrubí;

Úvod

Automatizácia technologických procesov je jedným z rozhodujúcich faktorov zvyšovania produktivity a zlepšovania pracovných podmienok. Všetky existujúce a vo výstavbe priemyselné zariadenia sú v tej či onej miere vybavené automatizačnými zariadeniami.

Projekty pre najzložitejšie priemyselné odvetvia, najmä v metalurgii železa, rafinácii ropy, chémii a petrochémii, vo výrobniach minerálnych hnojív, energetike a iných odvetviach, zabezpečujú komplexnú automatizáciu množstva technologických procesov.

Automatizačné nástroje sa využívajú aj pri bytovej výstavbe a sociálnych zariadeniach v oblasti vzduchotechniky, odvodu dymu a napájacích systémov.

Perspektívnou je aj automatizácia technologického procesu pri obrábaní dreva. Napríklad automatizácia sušiacej komory, kde kvalita produktu závisí od presnej a včasnej regulácie hlavných parametrov.

Zadanie návrhu kurzu

Dana dávková sušiaca komora, naložený materiálom, ktorý sa presúva vysokozdvižným vozíkom. Proces sušenia v ňom prebieha pravidelne.

Na výpočet ATS je nastaviteľným parametrom teplota sušiaceho prostriedku a tlak pary.

Statické a dynamické charakteristiky objektu automatizácie

Pre daný objekt potrebujete:

Vypracujte funkčný diagram automatizácie, vyberte prístroje a automatizačné zariadenia, zostavte špecifikácie prístrojov a automatizačných zariadení.

Vykonajte inžiniersky výpočet automatického riadiaceho systému pre daný parameter.

Vypracujte schematický diagram automatického riadenia pre daný parameter

Vypracujte celkový pohľad na štít

Vypracujte schému elektrického obvodu s výpočtom a výberom ovládacích a ochranných zariadení.

Funkčná schéma automatizácie

Pri návrhu automatizačných systémov technologických procesov v lesnom a drevospracujúcom priemysle sú všetky technické riešenia automatizácie strojov, celkov alebo jednotlivých úsekov technologického procesu zobrazené na automatizačných schémach.

Automatizačné diagramy sú hlavným technickým dokumentom, ktorý definuje štruktúru a funkčné väzby medzi technologickým procesom, prístrojmi, monitorovacími a riadiacimi zariadeniami a odráža podstatu automatizácie technologických procesov.

Pri vývoji schém automatizácie procesov je potrebné vyriešiť tieto hlavné úlohy:

zber a primárne spracovanie informácií;

prezentácia informácií dispečerovi;

kontrola odchýlok technologických parametrov;

automatické a diaľkové ovládanie;

Výpočet obmedzovacieho zariadenia.

Údaje na výpočet obmedzovacieho zariadenia.

Vnútorný priemer potrubia D 20, mm
Absolútny tlak p, MPa
Hmotnostný maximálny prietok pary, Q m max, kg/h
Materiál membrány
K dispozícii až po membránu	Miešaním. tokov
Materiál potrubia
Teplota pary t, °C
Priemerná spotreba pary Q avg (0,5¸0,7) Q m max = 0,68 Q max , kg/h
Minimálny prietok Q min =(0,25¸0,33)Q m = 0,31 Q m kg/h
Prípustná tlaková strata р` p.d.. = (0,05¸0,1)р = 0,085 р, kPa

2. Dynamická viskozita pary:

Korekčný faktor pre rozťažnosť kovu Kt:

Vnútorný priemer potrubia: D = D 20 K t = 150 1,0029 = 150,435 mm

V závislosti od maximálneho kontrolovaného prietoku pary Q m max sa z čísel v sérii Q pr vyberie najbližšie väčšie číslo:

Q m max = 7000 Þ Q pr = 8000 kg/h

Zvolené číslo je horná hranica merania na stupnici diferenčného tlakomeru-prietokomeru alebo meracieho zariadenia:

Určíme vypočítanú prípustnú tlakovú stratu:

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

Definujme pomocnú veličinu:

Pomocou vypočítanej hodnoty C a danej hodnoty p p.d nájdeme požadovanú hodnotu Dp n a približnú hodnotu m pomocou nomogramu:

Dр n = 100 kPa

Re gr tryska = 10,5 10 4

Určme korekčný faktor e pre expanziu pary pomocou nomogramu uvedeného v príručke:

;

10. Vypočítajte pomocnú veličinu ma:

11. Určte modul m a koeficient prietoku a z hodnoty ma:

12. Určte stratu tlaku cez membránu pomocou vzorca:

Pomocou zistenej hodnoty m určíme odhadovaný priemer otvoru obmedzovacieho zariadenia za prevádzkových podmienok:

Na základe zistenej veľkosti d s prihliadnutím na koeficient lineárnej rozťažnosti materiálu membrány Kt:

Výpočet sa kontroluje:

Určíme chybu výpočtu:

Vo výpočte je potrebné vykonať korekcie, keďže δ > 0,2 %. Zoberieme vnútorný priemer potrubia d = 73 mm a zopakujeme výpočet:

Výpočet a výber regulačného orgánu.

Regulačné orgány sú hlavnou súčasťou regulátorov. Sú určené na zmenu toku látky odoberanej alebo dodávanej do regulovaného objektu. RO sú variabilné hydraulické odpory inštalované v potrubí. Škrtenie prúdiaceho prúdu sa vykonáva zmenou prietokovej plochy telesa škrtiacej klapky pomocou ventilu. Regulačné ventily fungujú normálne, ak sú limity regulácie medzi 10 % a 90 % kapacitného faktora ventilu. Čím dlhší je zdvih uzávierky, tým je regulácia plynulejšia.

Počiatočné údaje pre výpočet

Vnútorný priemer parného potrubia D, mm
Absolútny tlak pary na vstupe p 0, kPa
Maximálny prietok pary G max. , kg/h
Dĺžka potrubia do RO, L1, m
Miestne odpory až do RO: Ostré zákruty (n1 zákruty pod uhlom a)
Uhlový zmätok
Minimálna spotreba pary G min, kg/h
Dĺžka parovodu po RO, L2, m
Absolútny výstupný tlak p k, kPa
Parné potrubia – Zvárané s koróziou
Tlak p2 po RO: p2 = p1-(0,3-0,4) (po-p) = p1-0,32 (po-p);

Výpočet hustoty prehriatej pary podľa tabuľky uvedenej v návode:

ρ = 3,756 kg/m3

Dynamická viskozita pár:

Určme Reynoldsovo číslo súvisiace s priemerom potrubia pri G min. Vo výpočte možno pokračovať za podmienky Re ³ 2000.

Určme koeficient trenia l pre dané R e:

Poďme určiť celkovú dĺžku potrubia:

Určme priemernú rýchlosť v parovode pri G max:

Stanovme tlakovú stratu trením v kPa v priamych úsekoch parovodu pri G max:

Zisťujeme tlakovú stratu v lokálnych odporoch pri G max.

6.1. Cvičenie
za kurzovú prácu v disciplíne
"Manažment, certifikácia a inovácie"
na tému: „Výpočet zariadenia na meranie stredného prietoku“

1) Vypočítajte priemer normálnej membrány vyrobenej z ocele triedy 1H18N9Т na meranie hmotnostného prietoku média pomocou metódy premenlivého poklesu tlaku v súlade s počiatočnými údajmi uvedenými v tabuľke. 1. Číslo možnosti sa vyberá na základe poslednej číslice kódu študenta.

2) Nakreslite na list formátu A2 nákres montáže membrány v meracom potrubí a schému rozmiestnenia meracieho zariadenia na meranie diferenčného tlaku.

Tabuľka 6.1

Počiatočné údaje pre výpočet

	Priemer potrubia pri teplote 20 °C, D 20, mm	Absolútny stredný tlak, p, MPa	Teplota meraného média, t, °C	Maximálny prietok média, Q max, kg/h	Priemerná spotreba média, Q avg, kg/h	Prípustná tlaková strata, mm vody. čl.	Médium, ktoré sa má merať	Materiál potrubia

6.2. Postup výpočtu obmedzovacieho zariadenia

Počiatočné údaje pre danú možnosť sú uvedené:

a) merané médium – ...;

b) najvyšší nameraný hmotnostný prietok, kg/h;

c) priemerný nameraný hmotnostný prietok, kg/h;

d) absolútny tlak média pred obmedzovacím zariadením, kgf/cm 2 (vezmite 1 kgf/cm 2 = 0,1 MPa);

e) teplota média pred obmedzovacím zariadením, °C;

e) vnútorný priemer meracieho potrubia pred obmedzovacím zariadením pri teplote 20 °C: D 20 = ... mm;

g) prípustná tlaková strata pri prietoku rovnajúcom sa Q max = ... mm vody. čl.;

h) materiál potrubia – oceľ...

6.2.1. Určenie chýbajúcich údajov pre výpočty

1. Hustota média za prevádzkových podmienok (určená podľa tabuľky A.1 alebo A.2):

r = ... kg/m3.

2. Dynamická viskozita média (pre vodu - tabuľka A.3, pre paru - obr. A.1):

m = ... kgf×s/m2.

3. Korekčný faktor pre tepelnú rozťažnosť materiálu potrubia (obr. A.2):

4. Vnútorný priemer potrubia za prevádzkových podmienok:

, mm.

5. Adiabatický index (určený pre vodnú paru podľa grafu - obr. A.3):

6.2.2. Výber obmedzovacieho zariadenia a diferenčného tlakomera

6. Ako zužovacie zariadenie vyberieme normálnu komorovú membránu vyrobenú z ocele 1Х18Н9Т.

7. Na meranie diferenčného tlaku používame diferenčný tlakomer alebo diferenčný tlakový prevodník (uveďte typ a model diferenčného manometra alebo diferenčného tlakového prevodníka - pozri tabuľku P.4, alebo P.5, alebo P.6 - voliteľné ).

8. Horná hranica merania diferenčného tlakomera (zvolená podľa štandardnej série, pozri odporúčania v prílohe):

Q p = ..., kg/h.

6.2.3. Kalkulácia

9. Obmedzenie menovitého diferenčného tlaku diferenčného tlakomera (zvoleného podľa štandardnej série, pozri odporúčania v prílohe):

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

10. Pomocné množstvo ma:

,