4. Расходомеры постоянного перепада давления

К расходомерам постоянного перепада давления относятся ротаметры, которые предназначены для измерения объёмного расхода плавно меняющихся однородных потоков чистых и слабозагрязненных жидкостей и газов с дисперсными включениями инородных частиц.

Ротаметр представляет собой вертикальную коническую трубу l(рис. 1), внутри которой располагается поплавок 2. Поплавки могут иметь различную форму, одна из них - цилиндрическая с нижней конической частью и верхним бортиком с вырезанными на нем косыми канавками. Контролируемая среда при протекании через эти канавки обеспечивает вращение поплавка, при этом он центрируется по оси трубки, что способствует устранению его трения о стенки.

Между бортиком поплавка и стенкой трубки образуется кольцевой зазор , при прохождении через который поток сужается, скорость его при этом растет, и возникает разность между давлением в сечении AAдо начала сужения и давлением в самом узком сечении BBкольцевой струи. С подъемом поплавка площадь зазора увеличивается. Принцип ротаметра основан на уравновешивании при любом расходе силы тяжести поплавка Gсилами, действующими на него со стороны жидкости, - силой F, обусловленной разностью давлений, возникающей вследствие ускорения потока, и динамическим напором W.




Рисунок 1. Ротаметр

1 – коническая стеклянная трубка; 2 – поплавок; АА – сечение до начала сужения;

ВВ – сечение самого узкого кольцевого потока; F – сила, возникающая вследствие

ускорения потока; G – сила тяжести; W – динамический напор.

---

Любому расходу будет соответствовать определенная площадь кольцевого зазора, т.е. определенное положение поплавка:

(5)

где: p – плотность измеряемой среды; V – объем поплавка; – коэффициент расхода; f – площадь наибольшего сечения поплавка; – плотность материала поплавка; C – коэффициент пропорциональности.
Из выражения (5) следует, что положение поплавка зависит не только от расхода, но и от плотности контролируемой среды. Ввиду большого разнообразия контролируемых сред ротаметры делятся на две группы: для жидкостей (градуируются по воде) и для газов (градуируются по воздуху). В связи с этим в случае, когда ротаметры используются для измерения расхода других сред, их показания умножают на множитель:

(6)

где: – плотность градуировочной среды;

p – плотность измеряемой среды;

– плотность материала поплавка;

---

Задача 6.

Определить площадь кольцевого зазора для нижнего предела измерения ротаметра (рис. 1), равного . Расчетная плотность воды – p, сечения поплавка f, объем поплавка – V, плотность материала поплавка , коэффициент расхода расходомера постоянен и равен . Варианты индивидуальных заданий приведены в табл. 7.

Таблица 7

Варианты индивидуальных заданий

№ варианта	, л/ч	p. кг/	f,	V, м	, кг/
1	10	998,2	78,6	600	7870	0.98
2	11	998,1	78,4	500	7770	0.99
3	12	998,0	78,2	400	7670	0.987
4	13	997,9	78,0	600	7570	0.983
5	14	997,8	76,8	500	7470	0.981
6	15	997,6	76,4	400	7840	0.971
7	9	997,7	76,2	600	7740	0.97
8	8	997,5	76,0	500	7640	0.982
9	7	997,4	74,8	400	7540	0.978
10	6	997,3	74,6	600	7440	0.969
11	5	997,2	74,4	500	7810	0.989
12	10	997,1	74,2	400	7710	0.984
13	11	997,0	74,0	600	7610	0.973
14	12	996,9	72,8	500	7510	0.983
15	13	996,8	72,6	400	7410	0.979
16	14	996,7	72,4	600	7890	0.976
17	15	996,6	72,2	500	7790	0.974
18	9	996,5	72,0	400	7690	0.985
19	8	996,4	71,8	600	7590	0.977
20	7	996,3	71,6	500	7490	0.988

---

Задача 7.

Имеется два ротаметра с параметрами, приведенными в задании 6. Первый градуирован для измерения расхода воздуха ( = 1,2 кг/ ), его оцифрованные отметки шкалы: 0.25 ; 0.50 ; 0.75 ; 1 ; 1.25 ; 1.5 ; 1.75 ; 0.25 . Второй градуирован для измерения расхода воды ( = 1000 кг/ ), его оцифрованные отметки шкалы: 10 ; 10.5 ; 11 ; 11.5 ; 12 ; 12.5 ; 13 ; 13.5 ; 14 ; 14.5 ; 15 . Определить поправочные коэффициенты, скорректировать значения оцифрованных отметок с учетом плотности измеряемых сред. Варианты индивидуальных заданий приведены в табл. 8.

Таблица 8

Варианты индивидуальных заданий

№ варианта	, кг/	, кг/
1	998,2	0,69
2	998,1	0,84
3	998,0	0,71
4	997,9	0,73
5	997,8	0,74
6	997,6	0,81
7	997,7	0,85
8	997,5	0,70
9	997,4	0,73
10	997,3	0,75
11	997,2	0,78
12	997,1	0,79
13	997,0	0,73
14	996,9	0,84
15	996,8	0,83
16	996,7	0,85
17	996,6	0,76
18	996,5	0,79

---

5. Электромагнитные расходомеры

Электронные расходомеры применяются для непрерывного автоматического измерения расхода жидкостей с удельной электропроводностью не менее См/см. Принцип действия основан на явлении электромагнитной индукции, в соответствии с которым в электропроводной жидкости, пересекающей магнитное поле, индуцируется ЭДС, пропорциональная скорости движения жидкости.

Принцип действия электромагнитных расходомеров показан на рис. 2

Рабочий участок трубы 1 (рис. 2), изготовленный из немагнитного материала и покрыты изнутри электрической изоляцией 2, расположен между полюсами электромагнита. Через стенку трубы изолированно от нее по диаметру введены электроды 3, находящиеся в электрическом контакте с жидкостью. При этом силовые линии магнитного поля направлены перпендикулярно плоскости, проходящей через ось трубы и линию электродов.

При прохождении электропроводной жидкости через однородное магнитное поле в ней наводится ЭДС:

(7)

где Е – ЭДС, В; B – электромагнитнаяиндукция в зазоре между полюсами магнита, Тл; l– расстояние между электродами, м (равна диаметру трубопровода); - средняя скорость потока, м/с.

Зависимость между напряжением на входе усилителя-преобразователя UиЭДС Е, снимаемойс электродов преобразователя расхода, имеет вид:

(8)

где: – входное сопротивление усилителя-преобразователя; – внутреннее сопротивление преобразователя расхода.


Рис. 2. Электромагнитный расходомер: 1 – корпус преобразователя;

2 – электрическая изоляция; 3 – электроды; ИП – измерительный прибор


Для обеспечения малого внутреннего влияния внутреннего сопротивления электромагнитного преобразователя соотношение

---

Смотрите также файлы

• Миссия на удаленную планету.docx

• Практическая работа к разделу 4 Семья традиции Тема Моя семья традиции и ценности Цель уточнить представления о членах семьи, семейных традициях и ценностях.docx

• Знают ли учащиеся 8ых классов различные достопримечательности нашего города.docx

• Упражнение на быстроту и ловкость бег100 метров.doc

• Действующий гост р 516712020 Средства связи и информации.pdf