22.10.2021

Расходомерная шайба принцип работы – МИ 2638-2001 ГСОЕИ. Диафрагмы камерные и бескамерные, устанавливаемые во фланцевых соединениях измерительных трубопроводов. Методика контроля размеров при первичной и периодической поверке измерительных комплексов с сужающими устройствами

Содержание

Диафрагма (измерение расхода) — Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Диафрагма. Схема установленной диафрагмы в кольцевой камере (которая, в свою очередь, вставлена в трубу). Принятые обозначения: 1. Диафрагма; 2. Кольцевая камера; 3. Прокладка; 4. Труба. Стрелки показывают направление жидкости/газа. Оттенками цвета выделено изменение давления.

Диафра́гма (от греч. διάφραγμα — перегородка) — сужающее устройство потока газа или жидкости в трубопроводе. Является трубопроводной арматурой в качестве первичного измерительного преобразователя для измерения объёмного расхода. Представляет собой пластинчатую перегородку с отверстием внутри трубы с жидкостью или газом.

Принцип действия, как и в трубе Вентури, основан на законе Бернулли, который устанавливает связь между скоростью потока и давлением в нём. В трубопроводе, по которому протекает жидкое или газообразное вещество, устанавливается диафрагма, создающая местное сужение потока. Максимальное сжатие потока происходит на некотором расстоянии за диафрагмой, образующееся при этом минимальное сечение потока называют сжатым сечением. Вследствие перехода части потенциальной энергии давления в кинетическую средняя скорость потока в суженном сечении повышается. Статическое давление потока после диафрагмы становится меньше, чем до неё. Разность этих давлений (перепад давления) тем больше, чем больше расход протекающего вещества. Разность давлений измеряется дифференциальным манометром.

Диафрагма выполняется в виде кольца. Отверстие в центре с выходной стороны в некоторых случаях может быть скошено. В зависимости от конструкции и конкретного случая диафрагма может вставляться в кольцевую камеру или нет (см. Виды диафрагм). Материалом изготовления диафрагм чаще всего является сталь 12Х18Н10Т (ГОСТ 5632-72), в качестве материала для изготовления корпусов кольцевых камер может использоваться сталь 20 (ГОСТ 1050-88) или сталь 12Х18Н10Т (ГОСТ 5632-2014).

Течение несжимаемой жидкости через диафрагму[править | править код]

Предполагая течение жидкости, несжимаемой и невязкой, установившимся, ламинарным, в горизонтальной трубе (изменения уровня отсутствуют) с пренебрежимо маленькими потерями на трение, закон Бернулли сокращается до закона сохранения энергии между двумя точками на одной линии тока:

P1+12⋅ρ⋅V12=P2+12⋅ρ⋅V22{\displaystyle P_{1}+{\frac {1}{2}}\cdot \rho \cdot V_{1}^{2}=P_{2}+{\frac {1}{2}}\cdot \rho \cdot V_{2}^{2}}

или

P1−P2=12⋅ρ⋅V22−12⋅ρ⋅V12{\displaystyle P_{1}-P_{2}={\frac {1}{2}}\cdot \rho \cdot V_{2}^{2}-{\frac {1}{2}}\cdot \rho \cdot V_{1}^{2}}

Из уравнения неразрывности:

Q=A1⋅V1=A2⋅V2{\displaystyle Q=A_{1}\cdot V_{1}=A_{2}\cdot V_{2}}   или   V1=Q/A1{\displaystyle V_{1}=Q/A_{1}} и V2=Q/A2{\displaystyle V_{2}=Q/A_{2}} :

P1−P2=12⋅ρ⋅(QA2)2−12⋅ρ⋅(QA1)2{\displaystyle P_{1}-P_{2}={\frac {1}{2}}\cdot \rho \cdot {\bigg (}{\frac {Q}{A_{2}}}{\bigg )}^{2}-{\frac {1}{2}}\cdot \rho \cdot {\bigg (}{\frac {Q}{A_{1}}}{\bigg )}^{2}}

Выражая Q{\displaystyle Q_{}}:

Q=A22(P1−P2)/ρ1−(A2/A1)2{\displaystyle Q=A_{2}\;{\sqrt {\frac {2\;(P_{1}-P_{2})/\rho }{1-(A_{2}/A_{1})^{2}}}}}
и
Q=A211−(d2/d1)42(P1−P2)/ρ{\displaystyle Q=A_{2}\;{\sqrt {\frac {1}{1-(d_{2}/d_{1})^{4}}}}\;{\sqrt {2\;(P_{1}-P_{2})/\rho }}}

Указанное выше выражение для Q{\displaystyle Q} представляет собой теоретический объемный расход. Введём β=d2/d1{\displaystyle \beta =d_{2}/d_{1}}, а также коэффициент истечения Cd{\displaystyle C_{d}}:

Q=CdA211−β42(P1−P2)/ρ{\displaystyle Q=C_{d}\;A_{2}\;{\sqrt {\frac {1}{1-\beta ^{4}}}}\;{\sqrt {2\;(P_{1}-P_{2})/\rho }}}

И, наконец, введём коэффициент расхода C{\displaystyle C}, который определим как C=Cd1−β4{\displaystyle C={\frac {C_{d}}{\sqrt {1-\beta ^{4}}}}}, для получения конечного уравнения для массового расхода жидкости через диафрагму:

(1)Q=CA22(P1−P2)/ρ{\displaystyle (1)\qquad Q=C\;A_{2}\;{\sqrt {2\;(P_{1}-P_{2})/\rho }}}

Умножим полученное нами ранее уравнение (1) на плотность жидкости, чтобы получить выражение для массового расхода в любом сечении трубы:[1][2][3][4]

(2)m˙=ρQ=CA22ρ(P1−P2){\displaystyle (2)\qquad {\dot {m}}=\rho \;Q=C\;A_{2}\;{\sqrt {2\;\rho \;(P_{1}-P_{2})}}}

где  
Q{\displaystyle Q_{}} = объёмный расход (at any cross-section), м³/с
m˙{\displaystyle {\dot {m}}} = массовый расход (at any cross-section), кг/с
Cd{\displaystyle C_{d}} = коэффициент истечения, безразмерная величина
C{\displaystyle C} = коэффициент расхода, безразмерная величина
A1{\displaystyle A_{1}} = площадь сечения трубы, м²
A2{\displaystyle A_{2}} = площадь сечения отверстия в диафрагме, м²
d1{\displaystyle d_{1}} = диаметр трубы, м
d2{\displaystyle d_{2}} = диаметр отверстия в диафрагме, м
β{\displaystyle \beta } = соотношение диаметров трубы и отверстия в диафрагме, безразмерная величина
V1{\displaystyle V_{1}} = скорость жидкости до диафрагмы, м/с
V2{\displaystyle V_{2}} = скорость жидкости внутри диафрагмы, м/с
P1{\displaystyle P_{1}} = давление жидкости до диафрагмы, Па (кг/(м·с²))
P2{\displaystyle P_{2}} = давление жидкости после диафрагмы, Па (кг/(м·с²))
ρ{\displaystyle \rho } = плотность жидкости, кг/м³.

В основном, уравнение (2) применимо только для несжимаемых жидкостей. Но оно может быть модифицировано введением коэффициента расширения Y{\displaystyle Y}с целью учёта сжимаемости газов.

(3)m˙=ρ1Q=CYA22ρ1(P1−P2){\displaystyle (3)\qquad {\dot {m}}=\rho _{1}\;Q=C\;Y\;A_{2}\;{\sqrt {2\;\rho _{1}\;(P_{1}-P_{2})}}}

Y{\displaystyle Y} равен 1.0 для несжимаемых жидкостей и может быть вычислен для газов.[2]

Расчёт коэффициента расширения[править | править код]

Коэффициент расширения Y{\displaystyle Y}, который позволяет отследить изменение плотности идеального газа при изоэнтропийном процессе, может быть найден как:

[2]

Y=r2/k(kk−1)(1−r(k−1)/k1−r)(1−β41−β4r2/k){\displaystyle Y=\;{\sqrt {r^{2/k}{\bigg (}{\frac {k}{k-1}}{\bigg )}{\bigg (}{\frac {\;1-r^{(k-1)/k\;}}{1-r}}{\bigg )}{\bigg (}{\frac {1-\beta ^{4}}{1-\beta ^{4}\;r^{2/k}}}{\bigg )}}}}

Для значений β{\displaystyle \beta } менее чем 0.25, β4{\displaystyle \beta ^{4}} стремится к 0, что приводит к обращению последнего члена в 1. Таким образом, для большинства диафрагм справедливо выражение:

(4)Y=r2/k(kk−1)(1−r(k−1)/k1−r){\displaystyle (4)\qquad Y=\;{\sqrt {r^{2/k}{\bigg (}{\frac {k}{k-1}}{\bigg )}{\bigg (}{\frac {\;1-r^{(k-1)/k\;}}{1-r}}{\bigg )}}}}

Подставив уравнение (4) в выражение для массового расхода (3) получим:

m˙=CA22ρ1(kk−1)[(P2/P1)2/k−(P2/P1)(k+1)/k1−P2/P1](P1−P2){\displaystyle {\dot {m}}=C\;A_{2}\;{\sqrt {2\;\rho _{1}\;{\bigg (}{\frac {k}{k-1}}{\bigg )}{\bigg [}{\frac {(P_{2}/P_{1})^{2/k}-(P_{2}/P_{1})^{(k+1)/k}}{1-P_{2}/P_{1}}}{\bigg ]}(P_{1}-P_{2})}}}
и
m˙=CA22ρ1(kk−1)[(P2/P1)2/k−(P2/P1)(k+1)/k(P1−P2)/P1](P1−P2){\displaystyle {\dot {m}}=C\;A_{2}\;{\sqrt {2\;\rho _{1}\;{\bigg (}{\frac {k}{k-1}}{\bigg )}{\bigg [}{\frac {(P_{2}/P_{1})^{2/k}-(P_{2}/P_{1})^{(k+1)/k}}{(P_{1}-P_{2})/P_{1}}}{\bigg ]}(P_{1}-P_{2})}}}

Таким образом, конечное выражение для несжатого (т.е., дозвукового) потока идеального газа через диафрагму для значений β меньших, чем 0.25:

(5)m˙=CA22ρ1P1(kk−1)[(P2/P1)2/k−(P2/P1)(k+1)/k]{\displaystyle (5)\qquad {\dot {m}}=C\;A_{2}\;{\sqrt {2\;\rho _{1}\;P_{1}\;{\bigg (}{\frac {k}{k-1}}{\bigg )}{\bigg [}(P_{2}/P_{1})^{2/k}-(P_{2}/P_{1})^{(k+1)/k}{\bigg ]}}}}

Используя уравнение состояния идеального газа и фактор сжимаемости (вносится для корректировки ввиду отличия реальных газов от идеальных), выражение для практического использования при дозвуковом потоке реального газа через диафрагму для значений β меньших, чем 0.25:[3][4][5]

(6)m˙=CA2P12MZRT1(kk−1)[(P2/P1)2/k−(P2/P1)(k+1)/k]{\displaystyle (6)\qquad {\dot {m}}=C\;A_{2}\;P_{1}\;{\sqrt {{\frac {2\;M}{Z\;R\;T_{1}}}{\bigg (}{\frac {k}{k-1}}{\bigg )}{\bigg [}(P_{2}/P_{1})^{2/k}-(P_{2}/P_{1})^{(k+1)/k}{\bigg ]}}}}

Помня что Q1=m˙ρ1{\displaystyle Q_{1}={\frac {\dot {m}}{\rho _{1}}}} и ρ1=MP1ZRT1{\displaystyle \rho _{1}=M\;{\frac {P_{1}}{Z\;R\;T_{1}}}} (уравнение состояния реального газа с учётом фактора сжимаемости)

(8)Q1=CA22ZRT1M(kk−1)[(P2/P1)2/k−(P2/P1)(k+1)/k]{\displaystyle (8)\qquad Q_{1}=C\;A_{2}\;{\sqrt {2\;{\frac {Z\;R\;T_{1}}{M}}{\bigg (}{\frac {k}{k-1}}{\bigg )}{\bigg [}(P_{2}/P_{1})^{2/k}-(P_{2}/P_{1})^{(k+1)/k}{\bigg ]}}}}

где  
k{\displaystyle k} = отношение теплоёмкостей (cp/cv{\displaystyle c_{p}/c_{v}}), безразмерная величина
m˙{\displaystyle {\dot {m}}} = массовый расход в произвольном сечении, кг/с
Q1{\displaystyle Q_{1}} = расход реального газа до диафрагмы, м³/с
C{\displaystyle C} = расходный коэффициент диафрагмы, безразмерная величина
A2{\displaystyle A_{2}} = площадь сечения отверстия в диафрагме, м²
ρ1{\displaystyle \rho _{1}} = плотность реального газа до диафрагмы, кг/м³
P1{\displaystyle P_{1}} = давление газа до диафрагмы, Па (кг/(м·с²))
P2{\displaystyle P_{2}} = давление газа после диафрагмы, Па (кг/(м·с²))
M{\displaystyle M} = молекулярная масса газа, кг/моль    (также известна как молекулярный вес)
R{\displaystyle R} = универсальная газовая постоянная = 8.3145 Дж/(моль·К)
T1{\displaystyle T_{1}} = абсолютная температура газа до диафрагмы, K
Z{\displaystyle Z} = фактор сжимаемости газа при P1{\displaystyle P_{1}} и T1{\displaystyle T_{1}}, безразмерная величина.

Детальное описание критического и некритического течения газов, а также выражения для критического потока газа через диафрагму можно найти в статье про критический поток.

ДКС[править | править код]

ДКС — диафрагма камерная стандартная.

Рассчитана [6] на условное давление до 10 МПа с условным проходом от 50 до 500 мм.

ДБС[править | править код]

ДБС — диафрагма бескамерная стандартная.

Рассчитана [6] на условный проход от 300 до 500 мм и условное давление до 4 МПа.

  1. ↑ Lecture, University of Sydney Архивная копия от 29 мая 2007 на Wayback Machine
  2. 1 2 3 Perry, Robert H. and Green, Don W. Perry’s Chemical Engineers’ Handbook (англ.)русск. (неопр.). — Sixth Edition. — McGraw-Hill Education, 1984. — ISBN 0-07-049479-7.
  3. 1 2 Handbook of Chemical Hazard Analysis Procedures, Appendix B, Federal Emergency Management Agency, U.S. Dept. of Transportation, and U.S. Environmental Protection Agency, 1989. Handbook of Chemical Hazard Analysis, Appendix B Click on PDF icon, wait and then scroll down to page 391 of 520 PDF pages.
  4. 1 2 Risk Management Program Guidance For Offsite Consequence Analysis, U.S. EPA publication EPA-550-B-99-009, April 1999.  

Измерение расхода жидкости: приборы и методы

Содержание

Расход – это объем жидкости протекающий в единицу времени через поперечное сечение трубопровода. Измерение расхода жидкости является одной из задач при производственных испытаниях оборудования.

Методы измерения расхода жидкости

Наиболее простые и вместе с тем точные методы измерения расхода жидкости являются объемный и массовый (весовой).

В соответствии с методами измерения, единицами расхода жидкости являются:
— для объемного способа: кг/c, кг/ч, г/с
— для массового способа: м3/с, м3/ч и т.д.

При объемном способе измерения протекающая в исследуемом потоке(например, в трубе) жидкость поступает в особый, тщательно протарированный сосуд (так называемый мерник), время наполнения которого точно фиксируется по секундомеру.

Если известен объем мерника – V и измеренное время его наполнения – T, то объемный расход будет

Q = V / T.

При весовом способе взвешиванием находят вес Gv = mv*g (где g – ускорение свободного падения) всей жидкости, поступившей в мерник за время T. Затем определяют её массу

mv = Gv /g

и массовый расход

m = mv / T

и по ней, зная плотность жидкости (ρ), вычисляют объемный расход

Q = m / ρ

Но объемный и весовой методы измерения расхода жидкости пригодны только при сравнительно небольших значениях расхода жидкости, так как в противном случае размеры мерников получаются довольно громоздкими и, как следствие, замеры очень затруднительными.

Кроме того, этими способами невозможно измерить расход в произвольном сечении, например, длинного трубопровода или канала без нарушения их целостности. Поэтому, за исключением случаев измерения сравнительно небольших расходов жидкостей в коротких трубах и каналах, объемный и весовой способы, как правило, не применяются, а на практике пользуются специальными приборами, которые предварительно тарируются объемным или весовым способом.

Приборы для измерения расхода жидкости

Трубчатые расходомеры

Одним из таких приборов является трубчатый расходомер или расходомер Вентури. Большим достоинством этого расходомера является простота конструкции и отсутствие в нем каких-либо движущихся частей. Трубчатые расходомеры могут быть горизонтальными и вертикальными. Рассмотрим, к примеру, горизонтальный вариант.

Расходомер состоит из двух цилиндрических труб А и В диаметра d1, соединенных при помощи двух конических участков (патрубков) С и D с цилиндрической вставкой E меньшего диаметра d2. В сечениях 1-1 и 2-2 расходомера присоединены пьезометрические трубки a и b, разность уровней жидкости h в которых показывает разность давлений в этих сечениях.

Расход жидкости в этом случае определяется по тарировочным кривым, полученным опытным путем и дающим для данного расходомера прямую зависимость между показаниями манометра и измеряемыми расходами жидкости. Пример такой кривой на картинке рядом

Расходомерная шайба

Другим широко распространенным прибором для измерения расхода является расходомерная шайба (или диафрагма), обычно выполняемая в виде плоского кольца с круглым отверстием в центре, устанавливаемого между фланцами трубопровода

Края отверстия чаще всего имеют острые входные кромки под углом 45° или закругляются по форме втекающей в отверстие струи жидкости (сопло). Два пьезометра a и b (или дифференциальный манометр) служат для измерения перепада давления до и после диафрагмы.В основе метода положен принцип неразрывности Бернулли.

Расход в этом случае определяется по замеренной разности уровней в трубках. Трубки подсоединяют к датчикам, замеряющим перепад давления. Датчик перепада давления преобразует перепад в электрический сигнал, который отправляется на компьютер.

Крыльчатый расходомер

Расходы могут быть вычислены также в результате измерения скоростей течения жидкости и живых течений потока.

Одним из широко распространенных приборов, применяемых для этой цели является гидрометрическая вертушка. Современный турбинный расходомер устанавливают только на горизонтальном участке трубопровода. Лопасти крыльчатки колеса турбины изготавливают из не магнитного материала.

Вертушка состоит из крыльчатки А, представляющей собой колесо с винтовыми лопастями, насаженное на горизонтальный вал С. Когда она установлена в потоке, крыльчатка под действием протекающей жидкости вращается, причем число её оборотов прямо пропорционально скорости течения. Число импульсов за один оборот крыльчатки равно числу лопастей, а значит частота импульсов пропорциональна расходу.

При вращении лопасти поочередно пересекают магнитное поле, которое наводит электродвижущую силу в катушке в виде импульса. От вертушки вверх выводятся провода В, подающему сигнал к специальному счетчику, автоматически записывающему число оборотов и время.

Приборы для измерения расхода жидкости в этом случае называют турбинными расходомерами

Ультразвуковой метод измерения расхода

Ультразвуковой расходомер работает по принципу использования разницы по времени прохождения ультразвукового сигнала в направлении потока и против него.

Расходомер формирует электрический импульс, поступающий на пьезоэлемент П1, который излучает электромеханические колебания в движущуюся среду. Эти колебания воспринимаются через некоторое время пьезоэлементом П2, преобразуются им в электрический импульс, попадающий в электронное устройство и снова направляемый им на пьезоэлемент П1 и т.д.

Такой контур П1-П2 характеризуется частотой f1 повторений импульсов, прямо пропорциональной расстоянию между пьезоэлементами и обратно пропорциональной разности между скоростью распространения звука в контролируемой среде и скоростью самой среды.

Аналогично электронное устройство подает импульсы в обратном направлении, т.е. от пьезоэлемента П2 к пьезоэлементу П1. Контур П2-П1 характеризуется своей частотой f2 повторений импульсов, прямо пропорциональной расстоянию между пьезоэлементами и обратно пропорциональной сумме скоростей распространения звука в среде и самой среды.

Следующим шагом является определение разности Δf указанных частот, которая пропорциональна расходу среды. Приборы для измерения расхода жидкости называются ультразвуковые расходомеры.

Вихревой метод измерения расхода

В основу работы вихревых расходомеров положена зависимость между расходом и частотой возникновения вихрей за твердым телом (например, металлическим прямоугольным стержнем), которое расположено в потоке жидкости или газа.

Принцип действия преобразователя основан на ультразвуковом детектировании вихрей, образующихся в потоке жидкости, при обтекании жидкостью специальной призмы, расположенной поперек потока.

В зависимости от конструкции датчика чувствительные тепловые элементы устанавливаются непосредственно в теле датчика или вихревой дорожке.

Если в тело образующее вихри, установить магнит, то он может служить датчиком. Реакция, возникающая при срыве вихрей, заставляет помещённый в поток цилиндр колебаться с частотой вихреобразования. Достоинством вихревых расходомеров является, обеспечение низкой зависимости качества измерений от физико-химических свойств жидкости, состояния трубопровода, распределения скоростей по сечению потока и от точности монтажа первичных преобразователей на трубопроводе. Приборы для измерения расхода жидкости называются вихревые расходомеры.

Видео о измерении расхода

При проведении измерения расхода, в некоторых случая используется понятие количества вещества – это количество жидкости или другой среды, проходящей через поперечное сечение трубопровода в течении определенного промежутка времени(за час, месяц, рабочую смену и т.д.)

Приборы для измерения количества вещества по аналогии с измерением расхода монтируются на – на трубопроводе, с выводом вторичного прибора к оператору.

Диафрагма (измерение расхода) — это… Что такое Диафрагма (измерение расхода)?

У этого термина существуют и другие значения, см. Диафрагма. Схема установленной диафрагмы в кольцевой камере (которая в свою очередь вставлена в трубу). Принятые обозначения: 1. Диафрагма; 2. Кольцевая камера; 3. Прокладка; 4. Труба. Стрелки показывают направление жидкости/газа. Оттенками цвета выделено изменение давления.

Диафрагма (от греч. διάφραγμα — перегородка) — устройство, используемое для измерения объёмного расхода. Представляет собой стальную перегородку внутри трубы с жидкостью или газом.

Принцип работы диафрагмы

Принцип действия, как и в трубе Вентури, основан на законе Бернулли, который устанавливает связь между скоростью потока и давлением в нём. В трубопроводе, по которому протекает жидкое или газообразное вещество, устанавливается диафрагма, создающая местное сужение потока. Максимальное сжатие потока происходит на некотором расстоянии за диафрагмой, образующееся при этом минимальное сечение потока называют сжатым сечением. Вследствие перехода части потенциальной энергии давления в кинетическую средняя скорость потока в суженном сечении повышается. Статическое давление потока после диафрагмы становится меньше, чем до неё. Разность этих давлений (перепад давления) тем больше, чем больше расход протекающего вещества.

Конструкция диафрагмы

Диафрагма выполняется в виде кольца. Отверстие в центре с выходной стороны в некоторых случаях может быть скошено. В зависимости от конструкции и конкретного случая диафрагма может вставляться в кольцевую камеру или нет (см. Виды диафрагм). Материалом изготовления диафрагм чаще всего является сталь 12Х18Н10Т (ГОСТ 5632-72), в качестве материала для изготовления корпусов кольцевых камер может использоваться сталь 20 (ГОСТ 1050-88) или сталь 12Х18Н10Т (ГОСТ 5632-72).

Течение несжимаемой жидкости через диафрагму

Предполагая течение жидкости, несжимаемой и невязкой, установившимся, ламинарным, в горизонтальной трубе (изменения уровня отсутствуют) с пренебрежимо маленькими потерями на трение, закон Бернулли сокращается до закона сохранения энергии между двумя точками на одной линии тока:

или

Из уравнения неразрывности:

  или   и  :

Выражая :


и

Указанное выше выражение для представляет собой теоретический массовый расход. Введём , а также коэффициент истечения :

И, наконец, введём коэффициент расхода , который определим как , для получения конечного уравнения для массового расхода жидкости через диафрагму:

Умножим полученное нами ранее уравнение (1) на плотность жидкости, чтобы получить выражение для массового расхода в любом сечении трубы:[1][2][3][4]

где  
= объёмный расход (at any cross-section), м³/с
= массовый расход (at any cross-section), кг/с
= коэффициент истечения, безразмерная величина
= коэффициент расхода, безразмерная величина
= площадь сечения трубы, м²
= площадь сечения отверстия в диафрагме, м²
= диаметр трубы, м
= диаметр отверстия в диафрагме, м
= соотношение диаметров трубы и отверстия в диафрагме, безразмерная величина
= скорость жидкости до диафрагмы, м/с
= скорость жидкости внутри диафрагмы, м/с
= давление жидкости до диафрагмы, Па (кг/(м·с²))
= давление жидкости после диафрагмы, Па (кг/(м·с²))
= плотность жидкости, кг/м³.

Течение газа через диафрагму

В основном, уравнение (2) применимо только для несжимаемых жидкостей. Но оно может быть модифицировано введением коэффициента расширения с целью учёта сжимаемости газов.

равен 1.0 для несжимаемых жидкостей и может быть вычислен для газов.[2]

Расчёт коэффициента расширения

Коэффициент расширения , который позволяет отследить изменение плотности идеального газа при изоэнтропийном процессе, может быть найден как:[2]

Для значений менее чем 0.25, стремится к 0, что приводит к обращению последнего члена в 1. Таким образом, для большинства диафрагм справедливо выражение:

Подставив уравнение (4) в выражение для массового расхода (3) получим:


и

Таким образом, конечное выражение для несжатого (т.е., дозвукового) потока идеального газа через диафрагму для значений β меньших, чем 0.25:

Используя уравнение состояния идеального газа и фактор сжимаемости (вносится для корректировки ввиду отличия реальных газов от идеальных), выражение для практического использования при дозвуковом потоке реального газа через диафрагму для значений β меньших, чем 0.25:[3][4][5]


Помня что и (уравнение состояния реального газа с учётом фактора сжимаемости)

где  
= отношение теплоёмкостей (), безразмерная величина
= массовый расход в произвольном сечении, кг/с
= расход реального газа до диафрагмы, м³/с
= расходный коэффициент диафрагмы, безразмерная величина
= площадь сечения отверстия в диафрагме, м²
= плотность реального газа до диафрагмы, кг/м³
= давление газа до диафрагмы, Па (кг/(м·с²))
= давление газа после диафрагмы, Па (кг/(м·с²))
= молекулярная масса газа, кг/моль    (также известна как молекулярный вес)
= универсальная газовая постоянная = 8.3145 Дж/(моль·К)
= абсолютная температура газа до диафрагмы, K
= фактор сжимаемости газа при и , безразмерная величина.

Детальное описание критического и некритического течения газов, а также выражения для критического потока газа через диафрагму можно найти в статье про критический поток.

Виды диафрагм

ДКС

ДКС — диафрагма камерная стандартная.

Рассчитана [6] на условное давление до 10 МПа, с условным проходом от 50 до 500 мм.

ДБС

ДБС — диафрагма бескамерная стандартная.

Рассчитана [6] на условный проход от 300 до 500 мм , и условное давление до 4 МПа.

См. также

Примечания

  1. Lecture, University of Sydney
  2. 1 2 3 Perry, Robert H. and Green, Don W. Perry’s Chemical Engineers’ Handbook. — Sixth Edition. — McGraw Hill, 1984. — ISBN 0-07-049479-7
  3. 1 2 Handbook of Chemical Hazard Analysis Procedures, Appendix B, Federal Emergency Management Agency, U.S. Dept. of Transportation, and U.S. Environmental Protection Agency, 1989. Handbook of Chemical Hazard Analysis, Appendix B Click on PDF icon, wait and then scroll down to page 391 of 520 PDF pages.
  4. 1 2 Risk Management Program Guidance For Offsite Consequence Analysis, U.S. EPA publication EPA-550-B-99-009, April 1999.  Guidance for Offsite Consequence Analysis
  5. Methods For The Calculation Of Physical Effects Due To Releases Of Hazardous Substances (Liquids and Gases), PGS2 CPR 14E, Chapter 2, The Netherlands Organization Of Applied Scientific Research, The Hague, 2005. PGS2 CPR 14E
  6. 1 2 http://p-supply.ru/diafragma.html Диафрагмы для расходомеров

Ссылки

ГОСТ 8.563.1-97 (утратил силу в РФ)

Расходомерная шайба — Энциклопедия по машиностроению XXL

Расход воздуха измерялся одной из двух расходомерных шайб включавшихся в зависимости от расхода газа в схему с помощью вентилей.  [c.104]

Другим широко распространенным прибором для измерения расхода является расходомерная шайба (или диафрагма), обычно выполняемая в виде плоского кольца с круглым отверстием в центре, устанавливаемого между фланцами трубопровода (рис. 64).  [c.87]

Рис. 2.18. Схема расходомерной шайбы Рис. 2.18. Схема расходомерной шайбы

Расходомерная шайба 42 Рейнольдса число 50, 51, 55—57, 6 , 62,. 66, 149, 306, 308—310 Ротаметр 44  [c.328]

I — электродвигатель 2 — напорный бак УВГ 3 — трубопровод слива масла 4 — напорный маслобак 5, 7 — расходомерная шайба б — напорный трубопровод масла Я — холодильник 9 — фильтр грубой очистки J0 — насос винтовой JJ — фильтр тонкой очистки J2 — циркуляционный бак J3 — бак приема аварийных протечек масла 14 — бак сбора протечек через нижнюю ступень УВГ /5 — бак сбора протечек через верхнюю ступень УВГ  [c.121]

Вентилятор ВД-11 с подачей Q = 2I ООО м ч и давлением р = 4,9 кПа нагнетает воздух в тракты вторичного и первичного воздуха. На трактах вторичного и первичного воздуха установлены регулирующие шиберы и расходомерные шайбы.  [c.139]

При помощи шиберов 2 и 3 выдерживается определенное соотношение расходов вторичного и первичного воздуха. К расходомерным шайбам присоединяются U-образ-ные манометры для измерения перепадов давления на шайбе и статического давления перед шайбами. Перед  [c.139]

К расходомерным шайбам присоединяются U-образ-ные манометры для измерения перепада и статического давления перед шайбами. На подводах к горелке вторичного, первичного и сжатого воздуха, а также к лемнискат-ному коллектору присоединяются U-образные манометры для измерения статического давления в соответствуюш,их точках. При продувке мазутной горелки на указанном стенде она присоединяется к прямоугольному коробу, при этом второй короб заглушается. На выходе из горелки устанавливается шаровой зонд.  [c.141]

Измерение расхода среды по виткам осуществлялось с помощью ртутных дифманометров ДТЭ-400 с поисковой магнито-электрической системой, по которым определялся перепад на протарированных в. рабочем диапазоне чисел Re расходомерных шайбах. Кроме того, параллельно этим дифманометрам были установлены мембранные  [c.134]

Температурная встаВка —111- Расходомерная шайба Образцовый манометр  [c.134]

Для ведения контроля за технологическим процессом устанавливаются контрольно-измерительные приборы, из которых основными являются расходомерные шайбы с регистрирующими или указывающими приборами, манометры, термометры, указатели уровня на емкостях.  [c.20]

Кавитация возможна также и в других устройствах, не потребляющих и не вырабатывающих механическую энергию. Она может влиять на работу клапанов и фитингов, в которых происходит изменение скорости жидкости. Целый класс расходомеров проточного типа (трубки Вентури, расходомерные шайбы и сопла) перестает отвечать своему назначению, если возникает кавитация. В расходомерах такого типа расход определяется по измеренной разности давлений в большом и малом сечениях, за счет которой происходит ускорение потока. Любые изменения эффективного поперечного сечения или потерь давления между этими сечениями влияют на точность измерений. Если кавитация возникает в области сужения, где скорости выше, то она может явиться причиной одного или обоих видов погрешности. Имеется несколько исследований влияния кавитации на расходомеры проточного типа [7, 8].  [c.28]


Другим широко распространенным прибором для измерения расхода является расходомерная шайба (или диафрагма), обычно выполняемая в виде пластины с круглым отверстием в центре, устанавливаемой между фланцами трубопровода (рис. 3.19). Края отверстия чаще всего имеют острые входные кромки (под углом 45°) или закругляются по форме втекающей в отверстие струи жидкости (сопло). Два пьезометра а тл Ь (или дифференциальный манометр) служат для измерения перепада давления до и после диафрагмы.  [c.86]

На аналогичном принципе основана работа расходомерной шайбы сопла или диафрагмы (рис. 9). Следует отметить, что как трубка  [c.18]

Аналогично ведется расчет расходомерной шайбы, обычно выполняемой в виде плоского кольца (рис. 22). Расход определяется по замеренной разности уровней в пьезометрах.  [c.32]

Шайба дроссельная, сужающее устройство расходомерное (диафрагма)  [c.88]

На время продувки в измерительных диафрагмах вместо дисков устанавливают монтажные шайбы, чтобы не повредить кромки расчетного отверстия диафрагмы. Паропровод продувают в течение 10. . . 20 мин паром. По окончании продувки все временные трубопроводы демонтируют, из фланцевых измерительных диафрагм вынимают монтажные шайбы и вместо них ставят расходомерные диски.  [c.270]

Гидравлическую разверку определяют измерением расхода на входе в отдельные трубы с использованием индивидуальных расходомерных устройств — напорных трубок или дроссельных шайб.  [c.35]

До поступления в реакционную камеру газовая смесь подогревается в змеевике до температуры 400- 500 С. Змеевик нагревается электрическим током от трансформатора ОСУ-20. Необходимый расход газовой смеси аргона, водорода и углеводорода регулируется с помощью расходомерной шайбы и Н-образного дифманометра. Суммарный расход пентахлорида ниобия и рабочей газовой смеси составляет 5—6 л/мин. Этот расход обеспечивает  [c.143]

Существует большое разнообразие схем маслоснабжения, отличающихся типом применяемых вспомогательных насосов, степенью централизации. В качестве характерной системы рассмотрим масляную систему насосов реактора РБМК (рис. 4.3). Она обеспечивает не только подачу турбинного масла в верхние подшипники насосов, но также заполнение масляных ванн подшипниковых узлов электродвигателей. Вынесенная масляная система выполнена общей на четыре насоса. Масло из циркуляционного бака 12, способствующего отстаиванию механических частиц и пены, маслонасосами 1 подается через холодильник 3 и фильтры грубой очистки 4 в раздающий коллектор 7. От раздающего коллектора оно поступает к каждому насосу через вентиль 8, расходомерную шайбу и напорный бачок 10. Напорный бачок служит для обеспечения подачи масла в радиально-осевой подшипник  [c.101]

Рассмотрим ее функции на примере насоса реактора РБМК,. где она обеспечивает подачу воды в ГСП с напора ГЦН в нормальном режиме работы и от постороннего источника в аварий-но-пусковых режимах (рис. 4.14). В контур питания ГСП с напора ГЦН входит обратный клапан 13, мультигидроциклон 12, трубопровод 11 подачи воды в ГСП с расходомерной шайбой, трубопровод 15 слива из ГСП, трубопровод 14 грязного слива из мультигидроциклона.  [c.115]

Контур питания ГСП от постороннего источника состоит из трубопровода подачи воды от питательных насосов реактора с вентилем 2, обратным клапаном 4 и дроссельным устройством 3, эжектора 5 с расходомерной шайбой 6, трубопровода эжектируе-мой воды с обратным клапаном 7 и задвижкой 8, общего на все насосы коллектора 9 питания ГСП, трубопроводов подачи воды от коллектора питания ГСП к мультигидроцнклону каждого насоса с задвижками 10.  [c.115]

Для сопоставления расходных харжтеристик и реактивных усилий, возникающих при истечении вскипающей жидкости, на Одесской ТЭЦ была создана экспериментальная установка, схема которой приведена на рис. 7.5. Питательная вода давлением 3 МПа подогревается в теплообменнике 1 до необходимой температуры и по подводящему трубопроводу 2 через гибкий шланг 3 подается в рабочий участок 4 со съемными соплами 5. Сброс пароводяной смеси осуществляется в бак холодных точек 6. Свободная подвеска рабочего участка позволяла измерять реактивное усилие, с помощью тензодатчиков 7, наклеенных на упругие злементы 8. Схема нагружения упругих элементов — консольный изгиб. В качестве упругого элемента выбрана балка — пластина равнопрочного сечения, обеспечивающая постоянство нормального напряжения на всей длине рабочей части, что позволило одинаково нагрузить все тензорезисторы. Число пластин равно двум, что устраняет перекосы и раскачивание рабочего участка. Установлено две группы тензорезисто-ров, соединенных по схеме моста. Расход контролировался с помощью расходомерной шайбы 9.  [c.155]

При испытании котельных агрегатов необходимо определять содержание частиц углерода и сажи в продуктах горения. Для это1 о в настоящее время чаще всего пользуются методом фильтрации. Метод фильтрации заключается в том, что определенная порция продуктов горения отсасывается через фильтры различных к онструкций. В качестве примера рассмотрим новое, разработанное ОРГРЭС заборное устройство, которое показано на рис. 13-11. В качестве фильтра используется предварительно прокаленный волокнистый асбест 7, который помещается в обойму 5, Отборная трубка 1 вместе с обоймой 3 вводится в газоход, что исключает конденсацию паров серной кислоты. Время, необходимое для отбора пробы в одной точке, составляет 15 мин. Для получения пробы, отражающей состав топлива, кеобходимо равенство скоростей продуктов горения в исследуемой точке газохода и во входном сечении наконечника. Это достигается с помощью сменных наконечников на отборной трубке 1, а также контролем над расходом газа по расходомерной шайбе 5 или по специально уста-  [c.235]

I — крышка корпуса редуктора, 2 — корпус разгрузочного устройства, 3 — корпус редуктора, 4 — рычаг клапана второй ступени, 5 — толкатель клапана второй ступени, 6 — регулировочный винт клапана второй ступени, 7 — расходомерная шайба мощностей регулировки количества газа, 8 — расходомерная шайба экономичной регулировки количества газа, 9— клапан экономайзера, 10 — толкатель клапана экономайзера, И — пружина клапана экономайзера, 12 — мембрана экономайзера, 13 — пружина мембраны экономайзера, 14 — вакуумная полость экономайзера, /5 — корпус экономайзера. 16 — клапан второй ступени, 17 — седло клапана второй ступени, 18 — рычаг клапана первой ступени, 19 — пружина мембраны первой ступени, 20 — регулировочная гайка пружины мембраны первой ступени, 21 — датчик манометра низкого давления, 22 — шток мембраны первой ступени, 23 — верхняя крышка корпуса редуктора, 24 — соединительная тяга, 25 — мембрана первой ступени, 26 — регулировочный винт клапана первой ступени, 27 — клапан первой ступени, 28 — седло клапана первой ступени, 29 — корпус газового фильтра, 30 — фильтрующий элемент, 3 — полость первой ступени, 32 — полость разгрузочного устройства, 33 — полость второй ступени, 34 — разгрузочная мембрана, 35 — мембрана второй ступени, 36 — шток мембраны второй ступени, 37 — регулировоч ный ниппель пружины мембраны второй ступени, 38 — стержень штока, 39 — пружина мембраны второй ступени, 40 — кран для слива конденсата  [c.86]

Н-катионитный фильтр I ступепи (5 Н-катионитный фильтр II и III ступени / — подвод об-аОатываемой воды 2 — выход обработанной воды 3 и 4 — подвод и спуск взрыхляющей воды — спуск первых порций фильтрата 6 и 7 — подвод регенеративного раствора при последовательной и обычной регенерации в — расходомерная шайба 9 и /О — линии к манометрам на входе и выходе воды // — воздушник /2 и 13 — верхние и нижние люки 14 — люк для гидроперегрузки 15 — катионит 11з — верхнее распределительное устройство 17 — дренажное устройство.  [c.217]

Наиболее широко применяегдыми на практике для измерения количества жидкости, протекающей через какое-либо сечение канала, являются такие устройства, как трубка Вентури и расходомерная шайба.  [c.18]

J — главный циркуляционный насос 2 — вен-ТИЛЬ запорный 3—дроссельное устройство 4, 7, /3—клапан обратный 5 —эжектор 6 — шайба расходомерная 8, — задвижка 9 — коллектор питания ГСП 11 — трубопровод подачи в ГСП /2 — мультигидроцнклон /4 — трубопровод грязного слива из мультигидроциклона /5 — трубопровод слива из ГСП  [c.117]

Во избежание потерь тепла с торцов калориметра концы трубки-калориметра изолировались текстолитовыми шайбами и асбестом. С этой же целью подводы тока к нагревателю питания были выполнены из медных проводников. Расход тепла на нагрев калориметра определялся по мощности, потребляемой электрическим нагревателем. Мощность измерялась при помощи астатического ваттметра и регулировалась автотрансформатором ЛАТР-1. Для стабилизации напряжения в электрическую цепь калориметра был включен стабилизатор СН-500. Расход воздуха определялся по соплу Вентури 4 и трубкой Пито — Прандтля 3, установленной в расходомерном, заранее трассированном участке трубы.. Перепад давления на сопле Вентури замерялся дифференциальным манометром типа ДТ-50, а на трубке Пито — Прандтля — микроманометром 5 Аскания . Температура наружной стенки трубки-калориметра измерялась термопарами.  [c.127]


расходомерная шайба — это… Что такое расходомерная шайба?


расходомерная шайба

 

расходомерная шайба

[А.С.Гольдберг. Англо-русский энергетический словарь. 2006 г.]

Тематики

  • энергетика в целом

Справочник технического переводчика. – Интент. 2009-2013.

  • расходомерная труба Вентури
  • таймер

Смотреть что такое «расходомерная шайба» в других словарях:

  • дроссельная [расходомерная] шайба — дроссельная [расходомерная] диафрагма — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом Синонимы дроссельная [расходомерная] диафрагма EN orifice gageorifice gauge …   Справочник технического переводчика

  • расходомерная диафрагма — Ндп. шайба Сужающее устройство расходомера в виде диска с отверстием. [ГОСТ 15528 86] Недопустимые, нерекомендуемые шайба Тематики измерение расхода жидкости и газа Обобщающие термины виды преобразователей расхода жидкости (газа) EN orifice plate …   Справочник технического переводчика

  • Расходомерная диафрагма — 38. Расходомерная диафрагма Ндп. Шайба D. Blende E. Orifice plate F. Diaphragme Сужающее устройство расходомера в виде диска с отверстием Источник: ГОСТ 15528 86: Средства измерений расхода, объема или массы протекающих жидкости и газа …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Дроссельная шайба — или «дроссельная диафрагма» или «расходомерная диафрагма» (англ. throttling orifice[1])  дросселирующее устройство, которое представляет собой диск с отверстием, вставляемый в трубу для местного увеличения гидравлического сопротивления… …   Википедия

  • ГОСТ 15528-86: Средства измерений расхода, объема или массы протекающих жидкости и газа. Термины и определения — Терминология ГОСТ 15528 86: Средства измерений расхода, объема или массы протекающих жидкости и газа. Термины и определения оригинал документа: 26. Акустический преобразователь расхода D. Akustischer Durch flußgeber E. Acoustic flow transducer F …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Расходомерная диафрагма — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Расходомерная диафрагма

Cтраница 1


Расходомерная диафрагма представляет собой диск с отверстием. Диафрагмы бывают бескамерные и камерные. Бескамерная диафрагма 2 ( ГОСТ 26969 — 86) представляет собой стальной диск, имеющий концентрическое ( симметричное оси) отверстие с острой кромкой со стороны входа потока и коническую часть со стороны выхода. Толщина диска не должна превышать 0 05 внутреннего диаметра трубопровода. Бескамерные диафрагмы применяют в трубопроводах диаметром более 400 мм. Отбор давления производится непосредственно перед диафрагмой и после нее по ходу потока в трубопроводе.  [2]

Расходомерная диафрагма представляет собой диск с отверстием. Диафрагмы бывают бескамерные и камерные. Бескамерная диафрагма 2 ( ГОСТ 14322 — 77) представляет собой стальной диск, имеющий концентрическое ( симметричное оси) отверстие с острой кромкой со стороны входа потока и коническую часть со стороны выхода. Толщина диска не должна превышать 0 05 внутреннего диаметра трубопровода. Бескамерные диафрагмы применяют в трубопроводах диаметром более 400 мм. Отбор давления производится непосредственно перед диафрагмой и после нее по ходу потока в трубопроводе.  [4]

Расходомерная диафрагма является относительно тонкой шайбой, обычно с круговым отверстием; если центр отверстия совпадает с центром сечения трубы, то такая диафрагма называется нормальной. Если это отверстие касается своим краем края внутреннего диаметра трубы, то такая диафрагма называется эксцентрической. В сегментных диафрагмах отверстие выполнено в виде сегмента. В прямоугольных трубопроводах применяются диафрагмы с прямоугольным отверстием. В некоторых случаях отверстие делается в виде вертикальной щели, иногда вместо центрального кругового отверстия делается кольцевое с перемычками, поддерживающими центральную часть. Нормальная диафрагма может быть одиночной или двойной, а в зависимости от расположения диафрагмы на трубопроводе различают входные, нормальные и выходные диафрагмы. Основной считается нормальная и одиночная диафрагма.  [5]

Бескамерная расходомерная диафрагма 2 представляет собой стальной диск, имеющий концентрическое ( симметричное оси) отверстие с острой кромкой со стороны входа потока и коническую часть со стороны выхода. Толщина диска не должна превышать 0 05 внутреннего диаметра трубопровода. Расходомерные диа-фрагм — ы применяют в трубопроводах диаметром более 400 мм.  [7]

При большем давлении газа и расходе устанавливаются расходомерные диафрагмы в комбинации с дифманометром-расходомером.  [8]

При разработке немецких норм ДИН 1952 для расходомерных диафрагм до т 0 4 было найдено полное согласование между расчетными и экспериментальными значениями коэффициента расширения.  [9]

После блока редуцирования топливный газ проходит через расходомерную диафрагму, связанную трубками с блоком датчиков замера расхода газа.  [10]

Датчиками для регуляторов расхода и приборов контроля служат расходомерные диафрагмы, установленные во фланцевых соединениях газопроводов в туннели. По сторонам фланцевых соединений имеются подводы пара для очистки кромки диафрагм от загрязнений.  [12]

Для измерения больших расходов газа применяются ротационные счетчики или расходомерные диафрагмы в комбинации сдиф-манометром-расходомером.  [14]

Схема предусматривает установку регуляторов давления непрямого действия на конечное среднее давление и двух расходомерных диафрагм по одной на каждой нитке.  [15]

Страницы:      1    2    3

расходомерная шайба — это… Что такое расходомерная шайба?


расходомерная шайба
  1. measuring orifice

 

расходомерная шайба

[А.С.Гольдберг. Англо-русский энергетический словарь. 2006 г.]

Тематики

  • энергетика в целом

EN

Русско-английский словарь нормативно-технической терминологии. academic.ru. 2015.

  • расходомерная диафрагма
  • расходомерное сопло

Смотреть что такое «расходомерная шайба» в других словарях:

  • расходомерная шайба — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN measuring orifice …   Справочник технического переводчика

  • дроссельная [расходомерная] шайба — дроссельная [расходомерная] диафрагма — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом Синонимы дроссельная [расходомерная] диафрагма EN orifice gageorifice gauge …   Справочник технического переводчика

  • расходомерная диафрагма — Ндп. шайба Сужающее устройство расходомера в виде диска с отверстием. [ГОСТ 15528 86] Недопустимые, нерекомендуемые шайба Тематики измерение расхода жидкости и газа Обобщающие термины виды преобразователей расхода жидкости (газа) EN orifice plate …   Справочник технического переводчика

  • Расходомерная диафрагма — 38. Расходомерная диафрагма Ндп. Шайба D. Blende E. Orifice plate F. Diaphragme Сужающее устройство расходомера в виде диска с отверстием Источник: ГОСТ 15528 86: Средства измерений расхода, объема или массы протекающих жидкости и газа …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Дроссельная шайба — или «дроссельная диафрагма» или «расходомерная диафрагма» (англ. throttling orifice[1])  дросселирующее устройство, которое представляет собой диск с отверстием, вставляемый в трубу для местного увеличения гидравлического сопротивления… …   Википедия

  • ГОСТ 15528-86: Средства измерений расхода, объема или массы протекающих жидкости и газа. Термины и определения — Терминология ГОСТ 15528 86: Средства измерений расхода, объема или массы протекающих жидкости и газа. Термины и определения оригинал документа: 26. Акустический преобразователь расхода D. Akustischer Durch flußgeber E. Acoustic flow transducer F …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *