Расходомеры постоянного перепада давления

Расходомеры постоянного перепада давления

Расходомеры неизменного перепада давления относят к средствам измерения, именуемым расходомерами обтекания. Принцип их деяния основан на зависимости перемещения тела, воспринимающего динамическое давление обтекающего его потока, от расхода вещества. Созданы для измерения плавненько меняющегося большого расхода однородных потоков незапятнанных и слабо грязных жидкостей и газов.

Простым и более всераспространенным прибором неизменного перепада давления Расходомеры постоянного перепада давления является ротаметр, созданный для измерения плавненько меняющегося большого расхода однородных потоков незапятнанных и слабо грязных жидкостей и газов. Его действие основано на измерении вертикального перемещения чувствительного элемента (тела), зависящего от расхода среды и приводящего сразу к изменению площади проходного сечения отверстия таким макаром, чтоб перепад давления на чувствительном Расходомеры постоянного перепада давления элементе остался неизменным. Противодействующая сила в расходомерах данного типа — сила тяжести чувствительного элемента, изготавливаемого в виде поплавка (либо поршня).

Рис. 3. Схема ротаметра.

Ротаметр (рис. 3) состоит из вертикальной конусной стеклянной трубки 1, снутри которой находится чувствительный элемент 2 — поплавок. Верхний его обод оснащен каналами с крутым наклоном. Под действием потока воды либо Расходомеры постоянного перепада давления газа поплавок вертикально перемещается и сразу приходит во вращательное движение и центрируется в центре потока. При всем этом меняется площадь кольцевого зазора меж поплавком и внутренними стенами трубки. Перепад давления на поплавке определяется его массой. При неизменной массе поплавка площадь кольцевого зазора меж поплавком и внутренними стенами трубки Расходомеры постоянного перепада давления пропорциональна расходу вещества, протекающего по трубке. По перемещению поплавка ротаметра повдоль его шкалы, нанесенной на конусной стеклянной трубке, судят об объемном расходе в единицу времени (л/ч, м3/ч).

Итак, представим, что поплавок под действием потока вещества поднялся на некую высоту в ротаметре и тормознул во взвешенном состоянии в измеряемой Расходомеры постоянного перепада давления среде. Разглядим силы, действующие на поплавок ротаметра. В положении равновесия сила, создаваемая измеряемой средой, протекающей через ротаметр и действующей снизу, уравновешивается силой, создаваемой массой поплавка, и силой, действующей сверху. Масса поплавка т (в кг) при полном погружении его в измеряемую среду определяется как

где — объем поплавка, м3; и — плотности материала Расходомеры постоянного перепада давления, из которого сделан поплавок, и среды, протекающей через ротаметр, соответственно, кг/м3.

Пренебрегая силами трения, запишем равновесие сил:

где — большая площадь поперечного сечения поплавка, м2; и — давления измеряемой среды до (снизу) и после (сверху) поплавка соответственно, Па; — ускорение свободного падения, м/с2.

Сейчас определим из (5.88) перепад давления на поплавке Δр Расходомеры постоянного перепада давления (Па):

Из приобретенного уравнения следует, что независимо от положения поплавка перепад давления на нем постоянен и не находится в зависимости от расхода измеряемой среды. Это разъясняется всепостоянством скорости измеряемой среды при изменении ее расхода, что обосновано конфигурацией площади кольцевого зазора, меж поплавком и трубкой. Зависимость положения поплавка от Расходомеры постоянного перепада давления величины измеряемого расхода линейна, потому шкала ротаметра равномерна.

Большой расход воды и конструктивные характеристики ротаметра связаны уравнением

где — площадь кольцевого зазора меж поплавком и стенами ротаметра.

Рис. 4 Схема ротаметра с дифференциально-трансформаторным датчиком.

Ротаметр, снабженный передающим преобразователем с электронным выходным сигналом, показан на рис. 4. Ротаметр имеет железный корпус, конический Расходомеры постоянного перепада давления поплавок 1, перемещаемый снутри кольцевой диафрагмы с коническим отверстием 2 под действием потока воды, проходящего снизу ввысь. При подъеме поплавка проходное отверстие меж рабочей поверхностью поплавка и внутренней кромкой диафрагмы возрастает пропорционально измеряемому расходу среды. Поплавок ротаметра агрессивно связан с сердечником 3 передающего дифференциально-трансформаторного преобразователя 4, насаженого на разделительную трубку 5, изготовленную Расходомеры постоянного перепада давления из немагнитной стали.


raskrit-sut-stacionarno-sluchajnih-yavlenij-i-nazvat-kakie-ekonometricheskie-issledovaniya-k-nim-primenyayutsya.html
raskritie-chuvstv-analitika.html
raskritie-i-rassledovanie-prestuplenij.html