2. Расходомеры переменного перепада давления

Принцип измерения расхода расходомером переменного перепада давления основан на том, что в зависимости от расхода вещества изменяется перепад давления на неподвижном сужающем устройстве, установленном в трубопроводе или элементе трубопровода (колено).

Расходомеры переменного перепада давления состоят из трех элементов: сужающего устройства, дифференциального манометра для измерения перепада давления и соединительных линий с запорной и предохранительной арматурой.

Применяются следующие стандартные сужающие устройства: диафрагмы, сопла, сопла Вентури и трубы Вентури.

 

У становленное в трубопроводе сужающее устройство (рис.2.1) приводит к увеличению скорости в суженном сечении. В результате часть потенциальной энергии давления переходит в кинетическую, поэтому статическое давление в суженном сечении становится меньше статического давления перед сужающим устройством. Перепад давлений зависит от скорости движения жидкости, а следовательно, и от расхода.

Для вывода основного уравнения расхода жидкости, протекающего через сужающие устройство, используется уравнение Д. Бернулли, составленное для сечений 1-1 и 2-2. Сечение 1-1 выбирается перед сужающим устройством, а сечение 2-2 в сжатом сечении. Плоскость сравнения проводится по оси трубопровода. Потери напора между сечениями не учитывается.

В этом случае уравнение Бернулли запишется следующим образом:

.                                                                          (2.1)

Принимая во внимание  ₁ =  ₂ = 1, используя уравнение неразрывности v_{1  1} = v₂  ₂ и учитывая, что , решается уравнение относительно v₁ :

                                                                                     (2.2)

Теоретический расход в трубопроводе определяется по формуле

                                                                     (2.3)

 

Выражение зависит только от геометрических размеров данного расходомера и является постоянной величиной:

                                                                                                     (2.4)

Тогда уравнение расхода примет вид

                                                                                                             (2.5)

где С - постоянная расходомера.

При выводе зависимости (2.5) не учитывались потери энергии, поэтому фактический расход будет меньше теоретического. Это несоответствие расходов характеризуется коэффициентом расхода

.                                                                                                                      (2.6)

Окончательная формула для определения расхода принимает следующий вид

                                                                                         (2.7)

где А - коэффициент расхода расходомера,

                                                                                                                  (2.8)

3. Конструктивные особенности сужающих устройств

При измерении расхода методом переменного перепада давления используются правила измерения расхода газов и жидкостей стандартными сужающими устройствами РД50 - 213 - 80.

Стандартные (нормализованные) сужающие устройства должны отвечать требованиям этих правил и применяться для измерения расхода вещества без их индивидуальной градуировки.