Программа КИП и А
ТРМ212. Приложение И
Измерение расхода при помощи стандартных сужающих устройств
И.1 В измерительной технике расходом принято называть объем или массу вещества, протекающего через поперечное сечение транспортного устройства в единицу времени. Соответственно величину Qо (м3/с, м3/ч) называют объемным расходом, величину Qм (кг/с, кг/ч) - массовым расходом.
Наиболее распространенным методом измерения расхода жидких и газообразных сред является метод сужения потока. Этот метод зарекомендовал себя как сравнительно простой, надежный и обеспечивающий достаточно высокую степень точности измерения, которая в большинстве случаев удовлетворяет требованиям практики (погрешность 2 - 3 %).
Метод сужения потока реализуется в двух вариантах: при переменном и постоянном перепадах давления.
Для измерения расхода по переменному перепаду давлений применяют устройство, вызывающее местное сужение потока. Поскольку диаметр d проходного сечения сужающего устройства меньше внутреннего диаметра D трубопровода, возникает явление сжатия потока, в результате чего его скорость v возрастает, а статическое давление Р падает.
Основные расчетные зависимости между перепадом давления ΔР (Па) на сужающем устройстве и значением расхода Qо (м /с); Qм (кг/с) определяются уравнениями расхода:
где ρ – плотность среды перед сужающим устройством, кг/м3;
f0 – площадь проходного сечения сужающего устройства, м2;
С – коэффициент истечения;
Е – коэффициент скорости входа;
ε – коэффициент расширения, учитывающий расширение измеряемой среды в результате снижения ее давления при протекании через сужающее устройство (для несжимаемых сред (жидкости) ε = 1, для сжимаемых – < 1).
Коэффициенты С и ε определяются в ходе эксперимента. Для того чтобы каждый раз при изготовлении конкретного сужающего устройства не прибегать к опытам для определения этих коэффициентов, проведена стандартизация сужающих устройств.
В качестве стандартных (нормализованных) устройств приняты диафрагмы, сопла, сопла и трубы Вентури. Таблицы коэффициентов расширения и истечения в зависимости от отношения диаметров основного и сужающегося устройства d/D приведены в ГОСТ 8.563.1-97.
Выбор наиболее подходящего типа сужающего устройства производится на основе технико-экономических показателей. Загрязнение входной кромки диафрагмы способно вызвать значительные изменения коэффициента расхода и внести неопределенную дополнительную погрешность в результат измерения. При одинаковых расходах и перепадах давления, сопла (в том числе, – сопла Вентури) и трубы Вентури обеспечивают более высокую точность измерения. При одних и тех же значениях d/D и ΔP cопла, сопла Вентури и трубы Вентури дают возможность измерения большего расхода, чем диафрагмы. При прочих одинаковых условиях остаточная потеря давления последовательно снижается в направлении от диафрагмы к трубе Вентури. Вместе с тем, диафрагмы, по сравнению с другими типами стандартных сужающих устройств, наиболее просты, компактны и дешевле.
Измерение расхода при постоянном перепаде давления характеризуется тем, что согласно уравнениям (И.1), (И.2) ΔР = const, а мерой расхода является переменная площадь проходного сечения устройства, которое вызывает сужение потока измеряемой среды.
И.2 В приборе ТРМ212 реализован метод измерения при переменном перепаде давления.
Для этого на Вход 1 и Вход 2 прибора подключаются датчики, измеряющие давления до и после сужающего устройства соответственно.
Прибор программируется следующим образом:
Вход 2 устанавливается как измерительный, см. п. 6.2.1.1 (inP2 = in.t2). В качестве формулы вычислителя выбирается корень из средневзвешенной суммы, см. п. 6.2.3.1 (CALC = SqPu).
