АППАРАТЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

Измерение скорости и расхода жидкости в трубопроводах

В любом сечении горизонтального трубопровода, по которому про­текает жидкость, общее давление (р) равно сумме статического (рст.) и / yw2 \

Динамического J давлений:

Р = Рст. + (1-84)

При изменении сечения трубопровода соответственно изменяется скорость протекания жидкости, а следовательно, и числовые значения статического и динамического давлений.

Измеряя давление жидкости, можно из уравнения (1—84) найти скорость ее протекания; зная скорость движения и внутренний диаметр трубы, определяют расход жидкости.

Манометры. Для измерения разности между давлением внутри трубы (сосуда) и окружающей атмосферы применяют манометры.

Приборы, при помощи которых измеряют давления меньше атмо­сферного, называются вакуумметрами, а приборы, служащие для измерения избыточного давления и разрежения,—м ановакуум- метрами.

По конструкции манометры бывают жидкостные и пружинные.

Жидкостные манометры представляют собой U-образную трубку, заполненную жидкостью (водой, спиртом, ртутью), один конец которой присоединяют к сосуду, в котором измеряют давление. Величина давления определяется по разности уровней жидкости в коленах мано­метра. Жидкостный манометр, заполненный жидкостью, давление которой измеряется, называется пьезометром.

В пружинных манометрах давление измеряется трубчатой пружиной овального сечения, закрытой с одного конца. Под действием внутреннего давления пружина изги­бается; отклонение закрытого конца пружины передается на стрелку, ука­зывающую давление на шкале прибо­ра. Пружинные манометры отличаются прочностью, компактностью и позво­ляют измерять значительно большие давления, чем жидкостные; максималь­ное давление, измеряемое последними, обычно не превышает 1 ати.

Манометр может измерять либо общее давление, если сечение его при­емной трубки расположено перпендику­лярно оси потока, либо только стати­ческое давление, если приемная трубка присоединена непосредственно через отверстие в стенке трубопровода.

Для более точного измерения незначительных колебаний статиче­ского давления манометр присоединяют к трубопроводу через пьезо­метрическое кольц о—кольцевую трубку, соединенную с тру­бопроводом через несколько отверстий, расположенных по окружности трубопровода.

Измерение скорости и расхода жидкости в трубопроводах

Рис. 22. Дифференциальный манометр.

Для измерения скоростного или динамического давления применяют дифференциальный манометр (рис. 22), у которого одно колено трубки служит для измерения общего давления, а другое—стати­ческого в одном и том же сечении трубопровода, либо оба колена

Служат для измерения статического давления в двух разных сечениях тру­бопровода. По разности давлений определяют динамическое давление. Обозначим:

/гы— высота столба рабочей жидкости в трубке манометра в мм\ їм — удельный вес рабочей жидкости в кгс/м3-,

То — удельный вес среды над рабочей жидкостью в трубке манометра в кгс/м3-,

У — удельный вес жидкости или газа, протекающего по трубопроводу, в кгс/м3-,

W — скорость протекания жидкости по трубопроводу в м/сек. Тогда динамическое давление в данном сечении трубопровода опреде­ляется равенством

У ш2

Кгс/м2

(1-85)

Рск.= т h =

Мїм— Yo) 1000

Или

(1—85a)

-=h

М

MYm-Yo) 10007

Пневмометрические трубки. Динамическое давление как разность между общим и статическим давлением определяют при помощи пневмометрических трубок, к числу которых относится

____________ _ трубка Пито—Прандтля (рис. 23). Она

3 - j±R - / состоит из двух концентрических тру\ бок, причем внутренняя имеет цен­тральное отверстие и измеряет общее давление, а наружная имеет отверстие на боковой поверхности и измеряет только статический напор. Обе трубки соединены с дифференциальным мано­метром, который показывает динами­ческий напор в данном месте сечения трубопровода.

Измерение скорости и расхода жидкости в трубопроводах

Рис. 23. Трубка Пито—Прандтля.

Скорость, измеренная пневмоме - трической трубкой, является мест­ной скоростью потока в той точке, где установлена трубка. Обычно трубку устанавливают по оси трубопро­вода и измеряют максимальную (осевую) скорость потока. Расход жидкости определяют по формуле

Та*2

МЧсек

(1—86)

Где d—внутренний диаметр трубопровода в м\

H—динамический напор в м столба жидкости, трубопроводу;

©—коэффициент, выражающий отношение средней скорости потока к максимальной (осевой). Приближенно можно принять, что при ламинарном движении ср=^0,5 и при турбулентном ср=0,50+0,82.

Обычно пневмометрическими трубками измеряют динамическсе давление при скоростях потока, меньших 5 м/сек.

Протекающей по

Дроссельные приборы. Для измерения расхода по перепаду давле­ний наиболее часто применяют дроссельные приборы, к чис­лу которых относятся: диафрагмы, сопла и трубы Вентури. Принцип действия этих приборов основан на измерении внезапного перепада дав? лений в трубе, создаваемого путем сужения сечения потока. При этом
вследствие изменения скорости часть статического давления в трубе перед прибором переходит в скоростной напор непосредственно за ним.

Перепад давлений в дроссельном приборе измеряют при помощи дифференциального манометра и расчетным путем определяют расход

Жидкости, протекающей через прибор.

Измерение скорости и расхода жидкости в трубопроводах

5-Ю310*

5-ю" Ю5

5-ю5 W5 Re

ОМ 0,55

Рис. 26. Коэффициент расхода для мерных диа­фрагм в зависимости от числовых значений кри­терия Re и отношения — .

D

Pi

Мерная диафрагма (рис.24) представляет собой тонкий диск с отверстием круглого сечения, центр которого лежит на оси трубы.

Измерение скорости и расхода жидкости в трубопроводах

Рис. 25. Мерное сопло: а—кольцевая камера; б—канал.

Мерное сопло (рис. 25) является насадком, имеющим плавно закругленный вход и цилиндрический выход.

Мерные сопла и диафраг­мы присоединяют к трубопро­воду через кольцевые камеры а, соединенные с внутренним пространством трубопровода отверстиями, равномерно рас­положенными по окружности, или двумя каналами б.

Диафрагмы и сопла нор­мализованы, и измерение при их помощи расхода жидкости производят по установленным правилам.

Коэффициент расхода этих приборов зависит от величин критерия Re и отношения диа­метра отверстия d к диаметру трубопровода D.

Как видно из графика (рис. 26), при определенном числовом значении отношения критерия Рейнольдса к диа­метру трубы, большем некоторой предельной величины (ReD пред.), коэффициент расхода остается постоянным."

Измерение скорости и расхода жидкости в трубопроводах

И

Рис. 24. Мерная диафрагма.

Труба Вентури (рис. 27) представляет собой трубу с по­степенным сужением сечения и последующим увеличением его до пер­
воначального размера. Вследствие такой формы трубы потеря давления в ней не превышает 15% от перепада давления. Поэтому трубу Вентури применяют в тех случаях, когда большие потери давления недопустимы.

Расход жидкости, протека-

Пьезометрическое ющей через дроссельный прибор,

Определяется при совместном ре­шении уравнения Бернулли и уравнения расхода.

Рг w\

Т +

По уравнению Бернулли для двух близко расположенных се­чений fx и f2 (см. рис. 27)

Р2 of

Измерение скорости и расхода жидкости в трубопроводах

КОЛЬЦО

Рис. 27. Труба Вентури.

__ -4-------

Pi—Pi

Y ^

Или

М

H-

(А>

Y 4

Где

P2 — статический напор в сечениях ft и f2 в м\

Y Y

Ш, w\

~ и - gj—скоростной напор в тех же сечениях в м\

У—удельный вес жидкости в трубопроводе в кгс/м'3.

По условию сплошности потока fxw1-=f2w2 откуда

М2

_d_\4 dr

■W,

W

Или

Где є — поправочный коэффициент, учитывающий конструкцию диа­фрагмы;

D — диаметр отверстия диафрагмы. Подставляя значение w1 в уравнение (А), получим

D V

H =

2g

Dx

1—є5

Отсюда скорость потока в сечении диафрагмы: Шо= 1 / л м/сек

Dy- Dx

~ d 1 Так как практически отношение - j - равно от — до - ^

Но пренебречь величиной є2 (y-^-j как близкой к нулю. Тогда

W2 = ]/ 2gH м/сек

Расход жидкости в трубопроводе при этих условиях определяется1 равенством

Усек. = Iі -^J - VWl мУсек

Где jx — коэффициент расхода, учитывающий трение в отверстии диа­фрагмы и сжатие струи в ней.

То *мож-

Выражая диаметр отверстия диафрагмы d в миллиметрах и под­ставляя в уравнение расхода вместо h его значение из уравнения (1—85), получим

I/ -„ ТА'г l/~ 2g^M (їм Yo) з,

Сек. = Iх 4.10е у ------------ ЇЩ^------- М/СЄК

ИЛИ

Vw « 0,01252^2 |/^(Тм-То) жзМс (1-87)

А расход жидкости, выраженный в кгс/час, соответственно:

G4ac = 0,01252^2 V Т^м(Тм-То) (1—88)

Для определения расхода сжимаемой жидкости (газа или пара) при больших перепадах давления в формулу (1—88) вводят поправоч­ный коэффициент є, учитывающий изменение плотности газа или пара.

Значение этого коэффициента определяют по номограммам, соста­вленным по опытным данным[5].

При проведении точных измерений учитывают также тепловое рас­ширение дроссельного прибора, для чего вводят в формулы коэффициент

Kt= 1+2(3 (/ — 20)

Где р — коэффициент линейного расширения материала прибора; t — температура в °С.

Соответственно формула (1—88) может быть преобразована в общем случае следующим образом:

G='Cjxe'K<daV^J же/час (1—89)

Или для определения объемного расхода

= мЧчас (1—90)

Где С = 0,04436 при заполнении трубки дифференциального манометра ртутью, над которой находится вода; С = 0,0461, если над ртутью находится газ или воздух.

АППАРАТЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

Шнековый дозатор — фасовка муки, цемента и другой пыли

Производство и продажа дозаторов шнековых для фасовки смесей пылящих и трудно-сыпучих Цена - 26000грн(1000дол.США) без дискрета или 34000грн с дискретом Контакты для заказов дозаторов: +38 050 4571330 dozator@msd.com.ua Производим следующее …

Смеси паров с газами

Основные понятия. Если какая-либо жидкость находится в соприкос­новении с газом, то образующийся при испарении жидкости пар будет смешиваться с газом с образованием однородной (до определенного пре­дела) газовой смеси. Полное насыщениЕ …

Конструктивные размеры и параметры тарельчатых колонн

Диаметр колонны. Диаметр тарельчатых колонн вычисляют из уравнения расхода: D=VtJ^M (з-129> Где VceK.—объем газа или пара, протекающего через колонну, в м3/сек\ w—скорость газа или пара в свободном сечении колонны в …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел. +38 05235 7 41 13 Завод
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 067 561 22 71 — гл. менеджер (продажи всего оборудования)
+38 067 2650755 - продажа всего оборудования
+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи всего оборудования
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Скайп: msd-alexandriya

Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Представительство МСД в Киеве: 044 228 67 86
Дистрибьютор в Турции
и странам Закавказья
линий по производству ПСВ,
термоблоков и легких бетонов
ооо "Компания Интер Кор" Тбилиси
+995 32 230 87 83
Теймураз Микадзе
+90 536 322 1424 Турция
info@intercor.co
+995(570) 10 87 83

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.