Кількість речовини виражають у одиницях об’єму (м3) чи маси (кг), а кількість теплоти – у одиницях енергії (Дж, ГДж). Прилади для вимірювання кількості називають лічильниками. Лічильники вимірюють об’єм величини або величину енергії за будь-який проміжок часу: доба, тиждень, місяць і т.п.. Кількість при цьому визначається як різниця показань лічильника. Лічильники речовин найчастіше є приладами прямого вимірювання і відлік по їх шкалі дає значення кількості без додаткових обчислень, а теплолічильники – це прилади посередніх вимірювань, де результат визначається обчисленням по значенням прямих вимірювань температур прямого і зворотного потоків та витрати потоку теплоносія.
Витрата речовини також може бути об’ємною (м3/с) або масовою (кг/с) і визначається кількістю речовини, що проходить крізь той чи інший переріз каналу за одиницю часу. Прилади для вимірювання витрати називають витратомірами. Ці прилади додатково можуть бути оснащені лічильниками (інтеграторами), що дозволяє проводити вимірювання витрати і кількості.
У залежності від метода вимірювання можна виділити наступні витратоміри: змінного перепаду тисків, що основані на залежності від витрати перепаду тисків у звужувальному пристрої в наслідок часткового переходу потенційної енергії потоку у кінетичну; витратоміри критичного стікання із звужувальним пристроєм, витрата потоку крізь яке не залежить від тиску за звужувальним пристроєм і визначається лише тиском потоку перед ним; швидкісного напору для вимірювання витрати динамічного напору потоку за допомогою пневмометричних трубок; змінного рівня, що основані на залежності від витрати висоти рівня рідини у посудині при вільному стіканні її крізь отвір у дні чи боковій стінці посудини; постійного перепаду тисків, що основані на залежності від витрати речовини вертикального переміщення тіла (поплавка), який змінює при цьому площину перерізу прохідного отвору приладу таким чином, щоб перепад тисків по
ВИМІРЮВАННЯ ВИТРАТИ І КІЛЬКОСТІ
Сообщений 1 страница 5 из 5
Поделиться12011-06-06 11:26:49
- Администратор
Поделиться22011-06-06 11:27:20
- Администратор
обидва боки поплавка залишався постійним; безконтактні, серед яких переважно застосовуються електромагнітні, ультразвукові і теплові.
Витратоміри змінного перепаду тиску є одними з найбільш розповсюджених приладів, що застосовуються у різних галузях промисловості. Цим витратомірам притаманні переваги, що забезпечили їм не тільки широке застосування, але і тривалу живучість незважаючи на існування великої кількості інших приладів вимірювання витрати і кількості матеріальних потоків. До цих переваг можна на сам перед віднести наступні: простота конструкції і експлуатації; універсальність застосування, для потоків рідини, газу і пари; можливість повірки і атестації звужувальних пристроїв шляхом розрахунку по результатах вимірювань геометричних розмірів трубопроводу і звужувального пристрою; зручність масового виробництва, що передбачає індивідуальне виготовлення тільки звужувальних пристроїв, а дифманометри і вторинні прилади є серійними пристроями, випуск яких промисловістю не залежить ні від виду, ні від параметрів вимірювального середовища.
Витратоміри критичного стікання застосовують в основному для вимірювання витрати газових потоків. До витратомірів критичного стікання належать витратоміри із звужувальним пристроєм (соплом). Витрата газу через яке не залежить від тиску газу за соплом і визначається тільки тиском газу перед ним. Це пов’язано з тим, що при досягненні або перевищенні газом у звужувальному пристрої швидкості звуку тиск газу за соплом не буде впливати на швидкість потоку газу у критичному перерізі сопла.
Витратоміри постійного перепаду тисків є витратоміри з поплавком, який вільно переміщується у корпусі приладу. Ці прилади називають ротаметрами, які широко застосовуються для вимірювання невеликих витрат рідини і газу. Перевага ротаметрів: незначні втрати тиску, та їх незалежність від витрати і високий діапазон вимірювання (Qмакс/Qмін = 10:1). Недоліками ротаметрів є висока чутливість до температурної зміни в’язкості, неможливість вимірювання витрати забруднених рідин та рідин, з яких
Поделиться32011-06-06 11:28:15
- Администратор
випадає осадок, можливість установлення тільки на вертикальній дільниці трубопроводу.
Основними елементами ротаметру є конусна трубка, що розширюється знизу догори, і поплавок, розташований у середині трубки. Потік речовини, що проходить крізь ротаметр знизу, піднімає поплавок до тих пір, доки кільцева щілина поміж тілом поплавка і стінками конусної трубки не досягне такої величини, за якої діючі на поплавок сили врівноважуються. За умов рівноваги сил поплавок встановлюється на такій висоті, що однозначно буде характеризувати витрату. Залежність положення поплавка від витрати, що вимірюється, лінійна, тобто шкала ротаметрів рівномірна.
Ультразвукові витратоміри знайшли широке розповсюдження у промисловості завдяки таким перевагам як швидкодія, перешкодостійкість, висока точність, великий діапазон вимірювання, багатофункціональність, можливість застосування для будь-якої форми поперечного перерізу трубопроводу. Ультразвуковий метод вимірювання ґрунтується на явищі зміщення звукового коливання рідкого середовища, що рухається. При цьому використовують найчастіше три способи. Перший спосіб побудований на вимірюванні різниці фазових зсувів двох ультразвукових коливань, направлених за потоком і проти нього. Ці прилади називають фазовими витратомірами. Інший спосіб побудований на вимірюванні різниці частот повторення коротких імпульсів чи пакетів ультразвукових коливань, направлених одночасно за потоком і проти нього. Ці прилади називають частотними витратомірами. Перевага останніх полягає у незалежності показань від швидкості розповсюдження у середовищі, тобто виключається вплив фізичних параметрів середовища (густина, температура) на результати вимірювання. І нарешті останній спосіб ґрунтується на акустичній локації рівня рідини у тому чи іншому відкритому каналі та в подальшому перерахуванні його у миттєве значення рівня і витрати. Ці прилади називають комбінованими витратомірами і можуть використовуватися лише для потоків рідини з атмосферним тиском.
Поделиться42011-06-06 11:31:42
- Администратор
Електромагнітні витратоміри. Принцип дії витратомірів побудований на явищі електромагнітної індукції, у відповідності з яким при протіканні електропровідного середовища (вода – середовище з іонною провідністю – провідник другого роду) у магнітному полі, у ньому індукується електрорушійна сила (ЕДС) Е, що пропорційна середній швидкості середовища V і індукції В магнітного поля
Е = кВVl,
де l = Ду – відстань між електродами; к – безрозмірний коефіцієнт, що визначається геометричними і конструктивними параметрами первинного перетворювача (датчика).
Застосовують електромагнітні витратоміри загалом лише для рідини з електричною провідністю не менше 10-310-5 См/м і не більше 10 См/м. Електромагнітні витратоміри мають цілу низку переваг. Насамперед вони практично безінерційні, що дуже важливо для вимірювання хутко змінюючихся витрат при використанні їх у складі систем автоматичного регулювання. На результат вимірювань не впливає наявність завислих частин у рідині і пузирів газу. Показання витратоміру не залежать від властивостей контрольованої рідини (в’язкість, густина) і характеру потоку (ламінарний, турбулентний). При відповідному підборі матеріалу із застосуванням антикорозійного і іншого покриття електромагнітні витратоміри можна застосовувати для вимірювання витрати агресивних рідин, а також рідин і паст з абразивними властивостями. Внаслідок лінійної залежності наведеної ЕДС від витрати шкала приладу лінійна. Цим витратомірам притаманний достатньо широкий діапазон вимірювання витрати. Перетворювачі електромагнітних витратомірів не мають елементів, що рухаються, та звужень.
До недоліків електромагнітних витратомірів слід віднести необхідність компенсації перешкод, які виникають при змінному полі у колі електродів, а
Поделиться52011-06-06 11:32:17
- Администратор
також обставину неможливості вимірювання витрат газів і таких рідин, як мастила, бензин та інші нафтопродукти, внаслідок малої електропровідності. Неприпустимо застосовувати електромагнітні витратоміри поблизу електросилових пристроїв, які утворюють сильні електромагнітні поля, а також для потоків рідини з завислими феромагнітним частинками.
Випускаються витратоміри з електромагнітним перетворювачем витрати і з електромагнітним перетворювачем швидкості потоку. Процеси, що протікають в них мають однакову фізичну основу.
Калориметричні витратоміри побудовані на нагріві потоку рідини чи газу стороннім джерелом енергії, утворюючім у потоці різницю температур, яка залежіть від швидкості потоку і витрати теплоти у нагрівачі.
Калориметричні витратоміри мають високу точність і великий діапазон вимірювання. Застосовуються переважно для вимірювання витрати газу.
Вихрові витратоміри ґрунтуються на ефекті Кармана. Цей ефект полягає в тому, що коли в потоці середовища поставити призму з гострими ребрами, наприклад трикутникову, у перерізі, перпендикулярному до потоку, то на цих ребрах відбувається зрив потоку з утворенням вихрів, частота яких буде пропорційна швидкості потоку.