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.
Установленное 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 a 1 = a 2 = 1, используя уравнение неразрывности v1 w 1 = v2 w 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)