Переменного перепада давлений

Измерение расхода по этому методу основано на измерении потенциальной энергии (статического давления) веще­ства, протекающего через местное сужение в трубопроводе. В измерительной технике сужающими устройствами (первич­ными преобразователями) служат диафрагмы, сопла и сопла Вентури. Из этих трех типов сужающих устройств чаще применяется диафрагма [4], так как является наиболее простой.

Диафрагма (рис.1) представляет собой тонкий диск, установленный в трубопроводе так, чтобы его отверстие было концентрично внутреннему контуру сечения трубопровода. Сужение потока начинается до диафрагмы и продолжается на некотором расстоянии за ней, благодаря действию сил инерции. При этом поток сужается до минимального сечения, а далее постепенно расширяется до полного сечения трубопровода. Перед диафрагмой и за ней образуются зоны с вихревым движением, причем зона вихрей за диафрагмой больше, чем перед ней.

Давление струи около стенки трубопровода несколько воз­растает из-за подпора перед диафрагмой и понижается до мини­мума за диафрагмой в наиболее узком сечении струи. Далее по мере расширения струи давление потока около стенки снова повышается, но не достигает прежнего значения.

Потери части давления Р_п объясняютсяглавным образом потерей энергии на трение и завихрения.

Разность давлений (P'₁— P'₂)является перепадом, зависящим от расхода среды, протекающей через трубопровод. В самом узком сечении потока величина статического давления составляет значение Р₂^'. Однако, вследствие того, что заранее не известны координаты за сужающим устройством, где наблюдается минимальное давление P'₂, на практике перепад измеряется между давлениями P₁ и P₂, сразу до и после сужающего устройства. Для установления зависимости расхода вещества от перепада давлений, возникающего на сужающем устройстве, используют практические зависимости:

объёмный расход ,

массовый расход ,

где Q –объемный расход вещества; Q_м –массовый расход вещества;

a – коэффициент расхода вещества; F₀ – площадь отверстия диафрагмы; r – плотность измеряемого вещества; Р₁ – давление вещества непосредственно у стенки трубопровода до сужающего устройства; Р₂ – давление вещества непосредственно у стенки трубопровода после сужающего устройства.

При измерении расхода по методу переменного перепада давлений протекающее вещество должно целиком заполнять все сечение трубопровода и сужающего устройства; поток в трубопро­воде должен быть практически установившимся; фазовое состоя­ние веществ не должно изменяться при прохождении через су­жающее устройство (жидкость не должна испаряться, пар должен оставаться перегретым и т. п.) [4].