Расчет сужающего устройства для измерения расхода пара. Расходомеры переменного перепада давления. Задвижка, равнопроходный шаровой кран

Расчет сужающего устройства для измерения расхода газа. Методика использования сужающих устройств для измерения расхода сред (жидкости, воздуха газа, пара). Задвижка, равнопроходный шаровой кран

Расчет сужающего устройства для измерения расхода пара. Расходомеры переменного перепада давления. Задвижка, равнопроходный шаровой кран

В этом параграфе излагаются основные сведения о методике расчета сужающих устройств для измерения расхода жидкости, газа и пара 1. Расчет сужающего устройства производят на основании задания измеряемой среды и условий измерения, т. е.

величин Если измеряемая среда – газ, то в задание необходимо включить состав газа в процентах по объему, влажность газа относительную или абсолютную, плотность сухой части влажного газа в нормальном состоянии и среднее местное барометрическое давление.

На основании указанного задания определяют недостающие для расчета данные (§ 14-3, 14-5 и 14-6).

В задание для расчета сужающего устройства должны быть включены также необходимые сведения об участке трубопровода, где будет установлено сужающее устройство (§ 14-7).

Если свойства измеряемой среды не позволяют осуществить непосредственное подключение дифманометра к сужающему устройству и требуют применения разделительных сосудов (§ 14-7), то эти сведения также должны быть включены в задание на расчет сужающего устройства.

В зависимости от задания и требований, предъявляемых к измерению расхода вещества, производят выбор типа сужающего устройства и дифманометра с отсчетным устройством или снабженного передающим преобразователем для работы в комплекте с вторичным прибором, с информационной или управляющей вычислительной машиной.

При измерении расхода вещества в пожаро- и взрывоопасном помещении дифманометры, потребляющие электроэнергию, должны удовлетворять требованиям соответствующих нормативных документов.

Давление среды, расход которой необходимо измерять, не должно превышать предельно допускаемого избыточного рабочего давления выбранного дифманометра.

Предельный номинальный перепад давления дифманометра необходимо выбирать из ряда чисел, установленного для данного прибора в соответствии с ГОСТ 18140-77. Для некоторых типов

дифманометров значения приведены в гл. 12. При этом необходимо иметь в виду, что чем больше выбранный перепад давления тем меньше будет значение сужающего устройства для измерения заданного расхода. При уменьшении повышается точность измерений и расширяется область измерений без поправки на влияние чисел Рейнольдса у диафрагм.

В то же время при уменьшении сокращаются необходимые длины прямых участков трубопровода, уменьшается влияние отклонений действительного диаметра трубопровода от принятого при расчете и снижаются требования к точности установки сужающего устройства.

Однако необходимо учитывать, что при уменьшении возрастает потеря давления в сужающем устройстве.

Если задана допускаемая потеря давления сужающем устройстве, то выбирают такое наибольшее значение а вместе с тем и (см. рис. 14-2-11), при которых потеря давления должна оставаться меньше допускаемой.

Верхний предел измерения дифманометра выбирается по заданному максимальному измеряемому расходу так, чтобы стандартное значение взятое из ряда, приведенного в § 12-1, было ближайшее большее по отношению к значению

Формулы, необходимые для расчета сужающего устройства, следуют из уравнений расхода (14-6-1) и (14-6-2). После преобразований получим:

В этих формулах наибольший перепад давления в сужающем устройстве при расходе При использовании колокольного с пружинным уравновешиванием, кольцевого с замкнутой кольцевой трубкой, мембранного или сильфонного дифманометра перепад давления принимают равным выбранному предельному номинальному перепаду давления При вычислении наибольшего перепада давления в сужающем устройстве по предельному номинальному перепаду давления поплавкового дифманометра необходимо учитывать плотность среды, находящейся над рабочей жидкостью прибора (§ 12-4 и 14-6).

Если по заданию измеряемая среда – жидкость, то поправочный множитель входящий в формулы (14-9-1) и (14-9-2), равен единице. При измерении расхода газа или пара для определения поправочного множителя 6 кроме известных величин необходимо значение

Расчет производится методом последовательных приближений.

В первом этапе расчета для определения можно задаться значением например, принять его равным для диафрагмы и для сопла или сопла Вентури, что соответствует

наиболее часто применяемым значениям Тогда, зная все необходимые величины можно по номограммам найти приближенное значение

Подставляя в формулу (14-9-1) или (14-9-2) найденное приближенное значение и значения других известных величин, определяют в первом приближении произведение По значению произведения находят по рис. 14-9-1 для диафрагмы и по рис. 14-9-2 – для сопла и сопла Вентури в первом приближении значение коэффициента расхода Значение соответствующее найденному определяют по формуле

Далее определяют число Рейнольдса (§ 14-3) при расходе, равном Если вычисленное значение для полученного модуля (см, рис. 14-3-7 и 14-3-8), то при принятых параметрах расходомера измерять расход данным методом невозможно. В случае расчет можно продолжить. Во всех случаях для повышения точности измерений желательно иметь (табл. 14-3-1).

Источник: https://bdomstroy.ru/raschet-suzhayushchego-ustroistva-dlya-izmereniya-rashoda-gaza.html

Выбор и расчет расходомера переменного перепада давления

Расчет сужающего устройства для измерения расхода пара. Расходомеры переменного перепада давления. Задвижка, равнопроходный шаровой кран

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

1. Расчёт сужающего устройства (диафрагмы) для измерения расхода воды

Рисунок 1 – Схема расходомера переменного перепада давления

На схеме (Рисунок 1) введены следующие обозначения: 1- диафрагма; 2- дифманометр; 3- вторичный прибор; 4,5- гидравлические сопротивления (задвижки, клапаны, вентили, повороты и сужения трубопровода) .

расположенные до и после диафрагмы; d – внутренний диаметр; отверстия в диафрагме; D – внутренний диаметр трубопровода; L1, L2 – расстояния до ближайших гидравлических сопротивлений, расположенных перед и после диафрагмы; m = – относительная площадь отверстия диафрагмы.

Исходные данные для расчёта:

Наибольший измеряемый расход воды: = 9,8 .

Средний измеряемый расход воды: = 8,2.

Избыточное давление воды перед диафрагмой: = 1 .

Температура воды перед сужающим устройством: t = 50C.

Внутренний диаметр трубопровода: = 50 мм.

Тип сужающего устройства – диафрагма камерная из стали IXI8HIOT.

Вид дифманометра – мембранный дифманометр ДМ3583.

Допустимая потеря давления: = 0,1 .

Порядок выполнения расчётов.

Определим абсолютное давление воды перед диафрагмой:

,

где 1 – барометрическое давление; – избыточное давление.

Тогда = 1 + 1= 2 .

Определим плотность и вязкость воды при рабочих условиях: = 2 t = 50C. Учитывая, что вода практически несжимаема, определяем плотность воды при полученном абсолютном давлении:

989,16 ;

.

Внутренний диаметр трубопровода перед диафрагмой при рабочей температуре t = 50C находим по формуле:

;

f=1,0000, =1,0000, где – поправочный множитель на расширение материала трубопровода.

Поэтому = 50 мм.

В диапазоне температур -20 < t < +60C, 1.

Верхний предел измерений вторичного прибора для измерения расхода находим из ряда чисел:

,

где =1;1,25;1,6;2;2,5;3,2;4;5;6,3;8; n – целое (положительное или отрицательное число) или ноль. В нашем случае к = 9,8 предел измерений равен: .

Вычислим дополнительную величину по формуле:

=9,898.

По значению , округлённому до 3-х значащих цифр, определяем предельный номинальный перепад давления дифманометра и относительную площадь сужающего устройства .

Определяем допустимую потерю давления при по формуле:

= 0,208 .

По номограмме находим и .

При =9,898; = 400 ; = 0,5; получаем = 0,35.

Вычислим фактическую потерю давления при :

= 0,33 < 0,1 .

Вычислим число Рейнольдса по формуле:

31443,8.

Сравниваем полученное значение с . Если < , то измерение данным методом невозможно, если > , то расчёт продолжаем дальше.

При = 50 = 0,49: = 30900 при = 0,5: > , = 0,56: = 35300 расчёт продолжаем дальше.

Вычисляем вспомогательную величину по формуле:

= 0,4949

Находим коэффициент расхода при угловом способе отбора давления: = 0,731.

Находим значение относительной площади сужающего устройства с четырьмя значащими цифрами:

=0,677.

fВычисляем искомое значение диаметра отверстия диафрагмы:

= 41,14 мм.

Диаметр отверстия диафрагмы при рабочей температуре t = 50C находим по формуле:

41,14 мм.

Правильность выполненного расчёта проверим путём вычисления предельного значения расхода соответствующего номинальному перепаду давления дифманометра:

= 9,905 .

Следовательно, расчёт выполнен правильно.

Определим допустимые значения расстоянийдо ближайших гидравлических сопротивлений.

Перед диафрагмой шаровой клапан находим:

= 1600 мм;

После диафрагмы сужение:

= 400 мм.

f2. Основные сведения о конструкции разработанной диафрагмы

Толщина диска диафрагмы Е не должна превышать 0,05·D20. Наименьшую необходимую толщину Е диафрагмы следует определять расчётным путём.

Разность значений Е, измеряемых в любых точках диска диафрагмы, не должна превышать 0,001·D20.

Длина цилиндрической части отверстия диафрагмы должна находиться в пределах 0,005D20 ? С ? 0,02·D20. Значения С, измеренные в любой точке отверстия, не должны отличаться друг от друга более чем на 0,001D20. Угол скоса конической части отверстия диафрагмы должен быть не менее 30°, но не более 45°. На кромке отверстия диафрагмы не должно быть зазубрин и заусенцев.

Входная кромка отверстия диафрагмы должна быть острой. Она считается острой, если радиус её закругления не превышает 0,0004·d20.

Максимальная шероховатость переднего торца диафрагмы не менее 1,5·d20, но не более 10-4·d20.

3. Требования к исполнению и монтажу прямых участков трубопровода

Диаметр прямого участка трубопровода.

Значение диаметров d и D, соответствующие рабочей температуре вещества в трубопроводе, определяют по формулам:

d = d20 [1+вt (t-20)] = d20·Kt

D = D20 [1+ в't (t-20)] = D20 · K't

где вt (в't) – средний коэффициент расширения материала сужающего устройства в интервале от 20 до t, °C, °C-1.

Измерительный участок трубопровода должен быть прямым и цилиндрическим с круглым сечением.

Труба считается прямой, если она кажется такой при простом визуальном наблюдении. Результаты отдельных измерений не должны отличаться от среднего значения объёма более чем на 0,3%. Внутренний диаметр участка трубопровода на длине 2·D20 за сужающим устройством может отличаться от внутреннего диаметра участка перед сужающим устройством не более чем на ±2%.

В трубопроводе допускается отверстие для удаления осадков или конденсата. Диаметр такого отверстия, если оно расположено вблизи сужающего устройства, не должны превышать 0,08·D20. В случае необходимости в кольцевой камере допускается сливное отверстие при условии перекрытия его во время измерения.

Примыкающий к сужающему устройству участок трубы должен быть цилиндрическим на расстоянии не менее 2·D20.

Овальность трубопроводов прямых труб.

Прямой участок трубопровода перед сужающим устройством должен иметь круглое сечение, но длины не должны отличаться более чем на 0,3% от среднего диаметра.

Дефекты прямых участков трубопровода.

Внутренняя поверхность участка трубопровода длиной 2·D20 перед сужающим устройством и за ним не должно быть никаких уступов, а также заметных невооружённым глазом наростов и неровностей от заклёпок и сварных швов и т.п.

https://www.youtube.com/watch?v=m95unSQ0Nec\u0026list=PLAPCFpA9WJg7v_DGPXj5u3ZpLVBHH2QDM

Если уступ Н между двумя участками больше 0,3%, но соответствует условиям:

H?0,2() % и Н?5%,

fто к погрешности коэффициента расхода добавляют дополнительную погрешность дбн=0,2.

Если уступ Н выходного прямого участка превышает пределы, то измерительная линия блокируется (бракуется).

Уступ Н выходного прямого участка может в три раза превышать уступ на входном участке трубопровода.

Длина прямых участков трубопровода.

Местные сопротивления (колена, задвижки и т.д.), установленные на рабочем трубопроводе, искажают кинематическую структуру набегающего на расходомер потока. Установка сужающих устройств непосредственно у местных сопротивлений не допускается.

Длина прямого участка трубопровода есть расстояние между ближайшими торцевыми поверхностями сужающего устройства и местного сопротивления.

Представлены значения необходимых минимальных длин прямых участков трубопровода после различных местных сопротивлений.

Для местных сопротивлений, не приведённых в правилах, необходимо выбирать длину прямого участка не менее 100·D20 или устанавливать струевыпрямитель. Струевыпрямитель должен отстоять от ближайшего к сужающему устройству местного сопротивления на расстояние не менее 20·D20.

Регулирующую трубопроводную арматуру рекомендуется устанавливать за сужающим устройством. Исследовать запорную арматуру в качестве регулирующей нельзя.

Если расстояние между единичными коленами превышают 15·D20, то каждое из колен считают одиночным. Если расстояние между коленами меньше 15·D20, то данную группу колен считают как одно местное сопротивление данного типа. Причём внутренний радиус кривизны колен должен быть равен или больше диаметра трубопровода.

Сокращённая длина прямого участка перед сужающим устройством для любого типа сопротивлений должна быть не менее 10·D20.

Когда на трубопроводе расположено последовательно несколько сужающих устройств, то расстояние между ними выбрано и оно стандартно, и сокращение длин прямых участков не допускается.

4. Требования к дифманометрам и их установке

Общие требования.

Заполнение дифманометра уравновешивающей жидкостью, то есть монтаж и подключение к соединительным линиям для измерения перепада давления на сужающем устройстве, следует производить в соответствии с руководством по монтажу и эксплуатации прибора.

Выбор дифманометра по параметрам окружающей среды и его применение должно соответствовать требованиям технической документации завода-изготовителя.

Допускается подключение к одному сужающему устройству двух и более дифманометров. Допускается подключение соединительных линий одного дифманометра.

Соединительные линии должны быть проложены по кратчайшему расстоянию вертикально или с уклоном к горизонтам не менее 1:10. Соединительные линии должны быть защищены от действия внешних источников тепла или холода.

При измерении расхода горячего вещества (t?100°C) необходимо обеспечивать равенство температур в обеих соединительных линиях.

Соединительные линии должны прокладываться таким образом, чтобы исключить в них скопление воздушных пузырьков и конденсата. Для этих целей на этих линиях устанавливают газосборники и отстойные сосуды.

Конструкции раздельных сосудов и схемы установок следует выбирать по ГОСТ 14320-73.

Требование к соединительным линиям для жидкостей.

При измерении расхода жидкости дифманометр рекомендуется устанавливать ниже сужающего устройства. Соединительные линии на всём протяжении должны иметь уклон в одну сторону. Если односторонний уклон соединительных линий неосуществим, то в наивысших точках линий ставят газосборники.

В случае, когда дифманометр находится выше сужающего устройства, также необходимо устанавливать газосборники.

Перед дифманометром рекомендуется устанавливать отстойные сосуды. Установка обязательна, если из измеряемой жидкости выпадают осадки.

При измерении расхода горячих жидкостей в соединительные линии следует включать управительные сосуды, обеспечивающие равенство мощностей жидкости в трубах.

https://www.youtube.com/watch?v=UVaOGdr60YQ\u0026list=PLAPCFpA9WJg7v_DGPXj5u3ZpLVBHH2QDM

Включение в линии производят в боковые отверстия в сосудах, примыкающие к ним участки трубок должны быть расположены на одном уровне. Трубка, соединяющая сосуд с верхним отверстием для отбора давления, должна быть термоизолирована.

Конструкция сосудов и их расположение должны обеспечивать удаление воздуха (газов) из сосудов.

Расстояние между сужающим устройством и ближайшим к нему сопротивлением находят по приложению 5. Для промежуточных значений m промежуточную погрешность выбирают по ближайшему большему табличному значению m для соответствующей величины .

f5. Расчёт погрешностей измерения расходов с использованием спроектированного расходомера

Предельная погрешность измерения д расхода принимается равной максимальной погрешности однократного измерения при доверительной вероятности 0,95; при этом д=2у, где у – средняя квадратичная погрешность.

Таким образом, через средние квадратичные погрешности составляющих (коэффициент расхода уб, коэффициент коррекции расхода из числа Рейнольдса уRe, плотности уp, влажности газа ун и т.д.

) определяют суммарную средне-квадратичную погрешность измерения расхода, а затем и предельную погрешность измерения.

Средняя квадратическая относительная погрешность измерения расхода уб жидкости определяется выражением:

трубопровод сужающий дифманометр диафрагма

уб=

где – средняя квадратическая относительная погрешность дифманометра.

Погрешность __ согласно правилам РД 50-213-80 определяется для показывающих дифманометров-расходомеров по формуле:

= 0,5·Qmax·с·/a,

где Qmax – верхний (максимальный) предел измерения дифманометра по расходу; a – значение расхода в рабочей точке шкалы дифманометра; с· – класс точности дифманометра.

Поскольку система измерения расхода может состоять из нескольких устройств (простейший вариант – сужающее устройство с дифманометром, канал связи, вторичный прибор), суммарная средняя квадратическая погрешность должна определяться по формуле:

,

где дкс – средняя квадратическая относительная погрешность вторичного прибора.

Для приближенной оценки погрешности диафрагмы используется только погрешность дб.

Дано: Определить погрешность измерения при a = 7,8 м3/час; Qmax=9.8 м3/час для системы измерения расхода жидкости с помощью диафрагмы дб= 0,4 дифманометра типа ДМ 3583 (класс точности 1) и вторичного прибора КСД 3 (класс точности 1).

д = 2убУ = 2·1,29 = 2,58 ? 2,6%

fЗаключение

В данной курсовой работе мною был спроектирован расходомер.

Для данного расходомера я провел расчёт диафрагмы для измерения расхода воды, рассчитал погрешности измерения расхода с использованием спроектированного расходомера, выполнил чертежи деталей сужающего устройства, схему соединительных линий, используемых для подключения дифманометра к сужающему устройству с указанием необходимых минимальных длин прямых участков трубопровода, принципиальную электрическую схему вторичного дифференциального трансформаторного прибора, работающего в комплекте с дифманометром ДМ. Произвел описание чертежей в соответствии с требованиями правил РД-50-213-80.

fЛитература

1. Доброневский О.В. Справочник по радиоэлектронике. – Киев: В. школа, 1971. – 292с.

2. Ефимов В.Т., Литвиненко И.И. Технологические измерения и приборы химических производств. – Киев: В. школа, 1971. – 192с.

3. Кузнецов Н.Д., Чистяков В.С. Сборник задач и вопросов по теплотехническим измерениям и приборам. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 328с.

4. РД 50-213-80. Правила измерения расхода газов и жидкостей стандартными сужающими устройствами. – М.: Стандарт, 1982. – 320с.

Размещено на Allbest.ru

Источник: https://revolution.allbest.ru/radio/00511503_0.html

Измерение перепада давления на сужающем устройстве

Расчет сужающего устройства для измерения расхода пара. Расходомеры переменного перепада давления. Задвижка, равнопроходный шаровой кран

Перепад давления на сужающем устройстве — разность между значениями статического давления среды до и после сужающего устройства с учетом разности высоты положения отверстий для отбора давления до и после сужающего устройства.

Если отверстия для отбора давления расположены на разных высотах, то учитывают и статическое давление, обусловленное разностью высот расположения отверстий.

Разницу между статическими давлениями среды на входе и выходе сужающего устройства определяют с помощью средств измерений перепада давления (дифференциальных манометров — дифманометров) любого типа путем подсоединения их через соединительные трубки к отверстиям для отбора давления. Допускается подключение к одному сужающему устройству двух или более дифманометров.

ППД оснащают присоединительными (разъединительными), продувочными и уравнительными кранами (вентилями). Эти устройства (полностью или часть из них) могут быть конструктивно выполнены в одном блоке.

Разъединительные краны предназначены для отделения СИ от ИТ. Разъединительные краны рекомендуется помещать на соединительных трубках непосредственно у места их соединения с ИТ. При установке уравнительных (конденсационных) сосудов разъединительные краны (вентили) допускается монтировать непосредственно за ними.

Площадь проходного сечения крана должна быть не менее 64% площади сечения соединительной трубки. В рабочем режиме разъединительные краны должны быть полностью открыты. Рекомендуется отдавать предпочтение установке шаровых кранов.

Соединительные трубки (линии). ППД располагают как можно ближе к СУ. Рекомендуется, чтобы длина соединительных трубок не превышала 16 м. При необходимости применения больших длин целесообразно использовать электрическую или пневматическую передачу.

Во избежание искажения перепада давления, возникающего из-за разности температуры трубок, две соединительные трубки должны быть расположены рядом. Если существует опасность нагрева или охлаждения заполненных жидкостью соединительных трубок при их вертикальном или наклонном расположении, то их совместно теплоизолируют.

При применении соединительных трубок, составленных из отдельных секций, диаметр условного прохода этих секций должен быть одинаковым.

Внутренний диаметр соединительных трубок должен быть более 6 мм.

Если существует опасность конденсации среды, находящейся в соединительных трубках, или образования в ней пузырьков газа, то внутренний диаметр соединительных трубок должен быть не менее 10 мм.

Рекомендуемые значения внутреннего диаметра соединительных трубок приведены в таблице 8.10.

Таблица 8.10. Внутренний диаметр соединительных трубок

Тип среды Значение внутреннего диаметра при длине трубок, м
До 16 От 16 до 45 От 45 до 90
Сухой газ, вода, пар От 6 до 9 включ. 10 10
Воздух или влажный газ (т.е. возникает опасность конденсации в соединительных трубках) 13 13 13
Вязкие жидкости 13 19 25
Загрязненные газ или жидкость 25 25 38

Соединительные трубки устанавливают с уклоном к горизонтали более чем 1:12. Такой уклон обеспечивает движение конденсата и твердых частиц вниз до обогревающих отстойников или цилиндров, а пузырьков газа вверх — до газосборных камер.

Допускается делать уклоны ступенчатыми при условии, что отстойные камеры находятся во всех нижних точках, а газосборные камеры — во всех верхних точках.

Разность длины соединительных трубок ППД должна быть как можно меньшей.

При подключении к СУ двух или более ППД допускается подключение соединительных трубок одного ППД к соединительным трубкам другого. При этом расстояние от СУ до мест подключения соединительных трубок подключаемого ППД должно быть одинаковым, насколько это возможно.

Абсолютное или избыточное давление измеряют перед сужающим устройством манометром любого типа через отдельное отверстие, размещенное в сечении измерительного трубопровода в месте установки отверстия для отбора перепада давления. Допускается присоединение манометра к плюсовой соединительной трубке дифманометра.

Измерение температуры. Для расчета физических свойств среды необходима информация о ее температуре до СУ в сечении ИТ, предназначенном для отбора статического давления. Для исключения влияния ПТ или его защитной гильзы (при ее наличии) на распределение скоростей потока в этом сечении его размещают до или после СУ на некотором расстоянии от СУ.

Во всех случаях необходимо стремиться к тому, чтобы ПТ или его защитная гильза (при ее наличии) как можно меньше загромождали проходное сечение ИТ.

ПТ или его защитную гильзу (при ее наличии) погружают в ИТ на глубину от 0,3D до 0,7D.

В случае измерения расхода пара или среды, температура которой более 120 °С, рекомендуется ПТ или его защитную гильзу (при ее наличии) погружать в ИТ на глубину от 0,5D до 0,7D.

Наилучшим расположением ПТ или его защитной гильзы (при ее наличии) при их установке является радиальное, схема которого приведена на рисунке 8.6. Допускается их наклонное расположение, как приведено на рисунках 8.6б и 8.6г, или установка за СУ в колене, как приведено на рисунке 8.6в. Указанное направление потока на рисунках 8.6б, 8.6в — рекомендуемое.

При измерении температуры среды до СУ следует руководствоваться следующими положениями:а) если диаметр Dt удовлетворяет условию 0,03D

Источник: https://gazovik-gaz.ru/spravochnik/consum/rasxodomeryi-peremennogo-perepada-davleniya/izmerenie-perepada-davleniya-na-suzhayushhem-ustrojstve.html

Расчет сужающих устройств в программе КИП и А

Расчет сужающего устройства для измерения расхода пара. Расходомеры переменного перепада давления. Задвижка, равнопроходный шаровой кран

Программа КИП и А

Блок расчета сужающих устройств (СУ) для измерения расхода среды впервые добавлен в программу КИП и А в версии 1.12, и будет совершенствоваться далее по мере развития программы и учета креативных замечаний ⁄ пожеланий пользователей программы.

Полностью основан на материалах ГОСТ 8.586.1-5-2005.

Расчеты абсолютно прозрачны, промежуточные результаты расчета выводятся в удобный отчет в виде WEB страницы. Примеры отчетов представлены в таблице:

Блок расчета сужающих устройств вызывается из списка главного меню при выбора пункта «Сужающие устройства».

При этом появляется доступный перечень типов сужающих устройств для расчета расхода среды – диафрагмы, сопла ИСА 1932, эллипсные сопла и сопла Вентури.

На рисунке 1 видно, что каждый тип сужающего устройства в свою очередь содержит виды сред, для которых производятся вычисления расхода. После выбора нужного типа СУ и измеряемой среды, появляется новое окно – карточка сужающего устройства для измерения расхода выбранной среды.

На рисунке 2 показано, что в качестве сужающего устройства выбрана диафрагма, а среда – природный газ.

Рисунок 1
Меню выбора типа сужающего устройства для расчета
Рисунок 2
Карточка сужающего устройства (диафрагма, природный газ)

При открытии карточки СУ, она заполняется предустановленными входными данными для данного типа сужающего устройства и измеряемой среды.
Расчет расхода при этом производится автоматически.

Необходимые данные для расчета расхода измеряемой среды

Для того, чтобы рассчитать сужающее устройство для расхода измеряемой среды, необходимо знать конструктивные особенности СУ и параметры среды, расход которой рассчитывается.
Подробно это описано в ГОСТ 8.586.1-5-2005, а кратко:

Конструктивные особенности устройства:

  • Диаметр сужающего устройства – d при температуре 20° – Измеряется или берется из паспортных данных на сужающее устройство.
  • Диаметр измерительного трубопровода – D при температуре 20° – Измеряется или берется из паспортных данных на сужающее устройство.
  • Материал сужающего устройства – сталь СУ – Паспортные данных на сужающее устройство.
  • Материал измерительного трубопровода – сталь ИТ – Паспортные данных на сужающее устройство.
  • Конструкция измерительного трубопровода – Паспортные данных на сужающее устройство.

  Только для диафрагм:

  • Начальный радиус кромки диафрагмы [] – Измеряется. Для новой принимаем 0,04 мм
  • Время эксплуатации диафрагмы с момента определения [] (лет)
  • Способ отбора давления – (угловой, трехрадиусный, фланцевый)

Параметры измеряемой среды:

  • Температура среды – предполагается или измеряется.
  • Атмосферное давление – предполагается или измеряется. Обычно 100 кПа.
  • Избыточное давление среды на входе сужающего устройства (то, что показывает манометр) – предполагается или измеряется.
  • *Динамическая вязкость – измеряется или вычисляется по таблицам ГСССД.
  • *Плотность в рабочих условиях (жидкость, пар) – вычисляется по таблицам ГСССД.
  • *Плотность в стандартных условиях (газ, смеси) – вычисляется по таблицам ГСССД.
  • *Показатель адиабаты (пар, газ) – вычисляется по таблицам ГСССД.
  • *Коэффициент сжатия (газ, смеси) – вычисляется по таблицам ГСССД.

(*) Для большинства популярных сред, параметры отмеченные звездочкой можно найти в учебном пособии: В.Г. Зезин, В.А. Лазуков «ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА СПЛОШНЫХ СРЕД МЕТОДОМ ПЕРЕМЕННОГО ПЕРЕПАДА ДАВЛЕНИЯ».

Также, для расчета расхода пара и воды, в версии программы «КИП и А Professional» эти параметры расчитываются автоматически.

Работа с программой

Как уже было сказано выше, при открытии какой либо карточки сужающего устройства, она заполняется предустановленными данными из базы данных, которые нельзя удалить, или изменить в базе данных. Зато можно редактировать, сохранить под другим именем, дублировать, а потом открывать, закрывать и менять как угодно.

После заполнении данными карточки, сразу же происходит расчет сужающего устройства и формируется отчет, который можно посмотреть выбрав соответствующее действие из меню карточки СУ.

Можно посчитать расход измеряемой среды, в зависимости от перепада давления, параметров среды и конструкции сужающего устройства, а можно и наоборот,- посчитать обратно перепад давления на СУ в зависимости от расхода и параметров среды и конструкции.
Такая гибкость обеспечивается тем, что расчет сразу же производится при изменении какого либо параметра и нажатии кнопки ВВОД (на клавиатуре), или при изменении параметров сужающего устройства в списке выбора значений.

Итак:

  • При редактировании перепада давления на СУ, параметра среды, конструкции СУ – рассчитывается расход среды.
  • При редактировании параметра расхода – рассчитывается перепад давления на СУ.

Посмотрим на рисунки ниже:

Рисунок 3
Меню карточки сужающего устройства
Рисунок 4
Список сохраненных расчетов

На рисунке 3 показано меню карточки сужающего устройства. Оно имеет пункты:

  • Посмотреть отчет – просмотр параметров расчета, подробное описание всех входных, промежуточных и рассчитанных величин. Имеет форму WEB страницы.Примеры отчетов, формируемых программой приводились вначале статьи.
  • Справка он-лайн – вызов справки которую Вы сейчас смотрите
  • Открыть – открывается окно списка сохраненных отчетов, показанное на рисунке 4.
  • Сохранить – сохраняет редактируемую карточку сужающего устройства. (Кроме предустановленной)
  • Сохранить как – сохраняет карточку сужающего устройства с редактируемыми параметрами под другим именем. Но сохраненная карточка не становится при этом активной. Ее сначала нужно открыть, вызвав окно показанное на рисунке 4.

Необходимо отметить, что если нарушаются границы применения условий расчета (конструктивные СУ, параметры измеряемой среды), то после расчета выводится всплывающее предупреждение об ошибке, а в отчете соответствующее предупреждение красного цвета.

Источник: https://www.axwap.com/kipia/docs/su/suzhaushie-ustroistva.htm

Измерение расхода по перепаду давлений на сужающем устройстве — Студопедия

Расчет сужающего устройства для измерения расхода пара. Расходомеры переменного перепада давления. Задвижка, равнопроходный шаровой кран

Для получения сравнимых результатов измерений объемный расход газа или пара приводят к стандартным условиям.

Приборы, измеряющие расход вещества, называют расходомерами. Приборы, измеряющие количество вещества, протекающее через данное сечение трубопровода за некоторый промежуток времени, называют счетчиками количества.

При этом количество вещества определяется как разность двух последовательных показаний счетчика в начале и конце этого промежутка времени. Показания счетчика выражаются в единицах объема, реже — в единицах массы. Прибор, одновременно измеряющий расход и количество вещества, называют расходомером со счетчиком.

Расходомер измеряет текущее значение расхода, а счетчик выполняет интегрирование текущих значений расхода.

В последнее время граница между счетчиками и расходомерами практически исчезает. Расходомеры оснащают средствами для определения количества жидкости или газа, а счетчики — средствами для определения расхода, что позволяет объединить счетчики и расходомеры в одну группу приборов — расходомеры.

Устройство (диафрагма, сопло, напорная трубка), непосредственно воспринимающее измеряемый расход и преобразующее его в другую величину, удобную для измерения (например, в перепад давления), называют преобразователем расхода.

Принцип действия расходомеров этой группы основан на зависимости перепада давления, создаваемого неподвижным устройством, устанавливаемым в трубопроводе, от расхода вещества.

При измерении расхода методом переменного перепада давления в трубопроводе, по которому протекает среда, устанавливают сужающее устройство (СУ), создающее местное сужение потока.

Из-за перехода части потенциальной энергии потока в кинетическую средняя скорость потока в суженном сечении повышается. В результате статическое давление в этом сечении становится меньше статического давления перед СУ.

Разность этих давлений тем больше, чем больше расход протекающей среды, и, следовательно, она может служить мерой расхода. Перепад давления на СУ (рис. 78, а) равен

где — давление на входе в сужающее устройство;  — давление на выходе из него.

Измерение расхода вещества методом переменного перепада давления возможно при соблюдении условий:

1) поток вещества заполняет все поперечное сечение трубопровода;

2) поток вещества в трубопроводе является практически установившимся;

3) фазовое состояние вещества, протекающего через СУ, не изменяется (жидкость не испаряется; газы, растворенные в жидкости, не десорбируются; пар не конденсируется).

Рис.5.78. Расходомеры переменного перепада давления:

а — структура потока проходящего через диафрагму; б — распределение статического давления р вблизи диафрагмы по длине трубопровода; / — сужающее устройство (диафрагма); 2 — импульсные трубки; 3 — -образный дифманометр;  — сечение потока вещества, в котором не сказывается возмущающее воздействие диафрагмы;  — сечение потока вещества в месте его наибольшего сжатия; в — сопло; г — сопло Вентури

В качестве сужающих устройств для измерения расхода жидкостей, газов, пара широко применяются стандартные сужающие устройства. К ним относят стандартную диафрагму, сопло ИСА 1932, трубу Вентури и сопло Вентури.

Стандартная диафрагма (далее — диафрагма) — диск с круглым отверстием, имеющий острую прямоугольную входную кромку.

Сопло ИСА 1932 (далее — сопло) — СУ с круглым отверстием, имеющее на входе плавно сужающийся участок с профилем, образованным двумя сопрягающимися дугами, переходящий в цилиндрический участок на выходе, называемый горловиной (рис. 78, в).

Расходомерная труба Вентури (далее — труба Вентури) — СУ с круглым отверстием, имеющее на входе конический сужающийся участок, переходящий в цилиндрический участок, соединенный на выходе с расширяющейся конической частью, называемой диффузором.

 Вентури — труба Вентури с сужающимся входным участком в виде сопла ИСА 1932 (рис. 78, г).

Эти наиболее изученные средства измерения расхода и количества жидкостей, газа и пара могут применяться при любых давлениях и температурах измеряемой среды.

Установим диафрагму в трубопроводе так, чтобы центр ее отверстия находился на оси трубопровода (рис. 78, а). Сужение потока вещества начинается до диафрагмы, на некотором расстоянии за диафрагмой поток достигает своего минимального сечения. Затем поток постепенно расширяется до полного сечения. На рис.

78, б изображено распределение давлений вдоль стенки трубопровода (сплошная линия), а также распределение давлений по оси трубопровода (штрихпунктирная линия).

Давление потока около стенок трубопровода после СУ не достигает своего прежнего значения на величину  — безвозвратной потери, обусловленной завихрениями, ударом и трением (затрачивается значительная часть энергии).

Отбор статических давлений  и  возможен с помощью соединительных импульсных трубок 2, вставленных в отверстия, расположенные до и после диафрагмы / (рис. 78, а), а измерение перепада давления возможно с помощью какого-нибудь измерителя перепада давления (в данном случае -образного дифманометра 3).

Сопло (рис. 78, в) конструктивно изготовляется в виде насадки с круглым концентрическим отверстием, имеющим плавно сужающуюся часть на входе и развитую часть на выходе.

Профиль сопла обеспечивает практически полное сжатие потока вещества и поэтому площадь цилиндрического отверстия сопла может быть принята равной минимальному сечению потока, т. е. .

Характер распределения статического давления  в сопле по длине трубопровода такой же, как и у диафрагмы. Такой же и отбор давлений  и  до и после сопла, как и у диафрагмы.

Сопло Вентури (рис. 78, г) конструктивно состоит из цилиндрического входного участка; плавно сужающейся части, переходящей в короткий цилиндрический участок; из расширяющейся конической части — диффузора. Сопло Вентури благодаря диффузору обладает меньшей потерей давления, чем диафрагма и сопло.

Характер распределения статического давления  в сопле Вентури по длине трубопровода  такой же, как и у диафрагмы и сопла.

Отбор давлений  и  осуществляется с помощью двух кольцевых камер, каждая из которых соединяется с внутренней полостью сопла Вентури группой равномерно расположенных по окружности отверстий.

Теперь уравнение объемного расхода для несжимаемой жидкости принимает вид:

С учетом введения поправочного коэффициента е, учитывающего расширение измеряемой среды, окончательно перепишем уравнение:

Для несжимаемой жидкости поправочный коэффициент е равен единице, при измерении расхода сжимаемых сред (газа, пара) поправочный коэффициент  и определяется по специальным номограммам.

Источник: https://studopedia.ru/3_211253_izmerenie-rashoda-po-perepadu-davleniy-na-suzhayushchem-ustroystve.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.